文档介绍：螃膀职业技能鉴定高级技师论文羀莅芃袁肁论文题目:电流自适应与平波电抗器在KPSF-35传动用自动控制系统中的组合应用螇羆蚁袈袆莆莂袀芈螅膂羁莇膄袂电流自适应与平波电抗器在KPSF-35传动用自动控制系统中的组合应用蝿蝿 [关键词]传动系统平波电抗器电流自适应蚄[摘要]: 蚃传动用自控系统设计,传统的设计是采用平波电抗器维持电流连续来维持电流连续和限制电流脉动,以此来确保控制对象的工作,但此种设计造成系统铜耗较多、系统体积庞大笨重。电流自适应也可解决问题但效果欠佳,本设计采用“电流自适应与平波电抗器组合应用”的解决方案,充分利用了各自的优点,既降低了铜耗又最大限度满足了系统的动态和稳态要求,提高了系统的性能价格比。袀一、概述袇在要求较高的传动用自动控制系统设计中,被控制对象通常是他励直流电动机,控制上采用电流、转速双闭环满足系统的动态要求和静态要求。可控电源作为执行部件,为使控制对象直流电动机运行特性满足要求,必须保证其电流连续,传统的设计采用平波电抗器来维持电流连续和限制电流脉动。设计平波电抗器时,一般系统理论上电流连续的临界点在5%额定电流,5%额定电流以下电流仍为断续区,若系统要求更高,平波电抗器电感量还要加大。因为电抗器电感量较大,造成系统体积庞大笨重,又因铜耗较多,使性能价格比下降,同时在轻微负载时仍不能保证电流连续。肃从系统设计的角度和经典控制论的看,电流连续与断续仅仅是电流环数学模型的不同,系统其他环节模型均没有改变。为此,只需要在电流断续时将电流环数学模型与电流连续时数学模型保持一致即可解决电流断续的问题,即引入电流自适应环节,采用电流自适应环节,理论上可达到使用平波电抗器时的数学模型,从而达到原设计要求满足动态指标。但实际上只是近似,实验证明,电流断续检测器LDJ的投入不可能达到理想化,整流输出平均电压—整流输出平均电流之间的数学模型,也只能近似与电流连续时相等,调节器小参数的改变和忽略对系统还是有一定影响。莃考虑被控制对象对电流连续及电流脉动的要求,充分利用平波电抗器的优点、电流自适应环节的优点,进行优化组合组成“平波电抗器+电流自适应”方案。袁本次设计在20%额定电流以上采用平波电抗器维持电流连续,20%额定电流以下采用电流自适应,,经实践检验满足KPSF-35系统的动态响应指标(σi≤5%,σn≤10%)要求。羆二、电动势公式虿 Ea——直流电动机电枢端电动势莈 Ce——直流电动机的电势常数膆 Ф——直流电动机每极下磁通袄 n——直流电动机轴上转速螀转矩势公式蒆 T——直流电动机的电磁转矩薅 CT——直流电动机的转矩常数莀 Id——直流电动机电枢电流螁电压方程蝿 Ra——直流电动机电枢电阻肅机械特性肁将可控整流输出的一般形式代入上式蕿电流连续时机械特性为羇蒄 R—电枢回路总电阻袁曲线n(r/min)蚀肆n0α1Δn袃薁α2蚂莈α3芃节α4葿薆羆肂0Id(A) 电流断续时可控整流电路不存在换相,所以可用单回路进行等效分析。如三相全控桥电路,假设VT1、VT2在ωt1~ωt2导通,等效电路如图所示蒅uuVT1螂莈idLd羇袅薃荿EaM膅芄uWVT2芃蒀蒈回路电压方程蚄肄解微分方程得回路电流芈初始条件:薆膃电枢电流平均值螄荿机械特性罿当代入回路电流方程袆芀根据Id、n表达式,在某一α值时,给出不同的Θ,可求得对应的n和Id,绘制出电流断续时机械特性曲线。莁 n(r/min)肇n0‘芆羁膈n0α1膅蚅α2螁艿α3薈膄α4蒁芁蚆0Id(A)(1)理想空载转速升高。肈 (2)电流断续时电动机机械特性显著变软。聿 (3)导致电动机轴上负载有很小的扰动会引起电动机转速很大变化,使原设羃计系统不能达到动态及稳态指标。羂 (4)整流装置外特性变陡,等效内阻大大增加,使电流环调节对象总放大倍腿数大大降低。膇蚇三、常规解决办法蚃通常的解决方法是按5%额定电流连续时设置平波电抗器Ld芁设计课题:KPSF-35中,要求5%直流电动机额定电流时维持电流连续。芅电抗器计算如下:肆直流电动机电枢电感蒃羈 Z—82数据:PN=35KW,UN=230V,蚈IN=152A,P=2,葿n=1450r/min,有补偿绕组膇KD—计算系数,有补偿电动机KD=5~6,取6羃变压器电感螀袈KD—整流变压器漏感计算系数,—变压器短路电压比,100KVA以下取Udl=,肅容量越大,Udl越大()肂 U2Ф—变压器副边相电压芈 Id—电动机额定电流蚈回路