文档介绍：工程设计法和西门子设计法的比较
双闭环 V-M 调速系统中主电路,电流调节器及转速调节器的设计。
二、已知条件及控制对象的基本参数:
(1)已知电动机参数为: pnom =3kW,U nom =220V, Inom =,nnom =1500r/min,电
枢绕组电阻, 2 2 。采用三相全控桥式电路,整流装置内阻
Ra = GD = Nm
Rrec = 。平波电抗器电阻 RL = 。整流回路总电感 L=200mH。
(2)这里暂不考虑稳定性问题,设 ASR 和 ACR 均采用 PI 调节器,ASR 限幅输出Uim =
-8V,ACR 限幅输出Uctm =8V,最大给定Unm =10V,调速范围 D=20,静差率 s=10%,堵
转电流 Idbl = Inom ,临界截止电流 Idcr =2 Inom 。
(3)设计指标:电流超调量δ i % 5%,空载起动到额定转速时的转速超调量δ n 10%,
空载起动到额定转速的过渡过程时间 ts 。
三、设计要求
(1)分别用工程设计方法和西门子调节器最佳整定法进行设计,决定 ASR 和 ACR 结构并
选择参数。
(2)对上述两种设计方法进行分析比较。
(3)设计过程中应画出双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图
四、设计方法及步骤:
Ⅰ用工程设计方法设计
(1)系统设计的一般原则:
按照“先内环后外环”的设计原则,从内环开始,逐步向外扩展。在这里,首先设计电
流调节器,然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器
2
工程设计法和西门子设计法的比较
(2)电流环设计
电流环动态结构图及简化:
1) 确定时间常数
根据已知数据得
GD2 R
s =
Tm = = 2
em 375 30
L 200 103
Ts
l R
三相桥式晶闸管整流电路的平均后时间Ts ,取电流反馈滤波时间常数
Toi ,可得电流环的小时间常数为
Ti Ts +Toi = s+ s = s
2) 选择电流调节器结构
T
虽然 l = = > 10 ,但由于对电流超调量有较严格要求,而抗扰指标却
Ti
没有具体要求,因此电流环仍按典型 I 型系统设计。电流调节器选用 PI 调节器,其传递函
数为
i s 1
WSKACR() i
i s
3) 选择电流调节器参数
积分时间常数 i =Tl = s
为满足δ i % 5%要求,取电流环开环增益KI 为
1 1 1 1
KI = = s = s
2Ti (2 )
3
工程设计法和西门子设计法的比较
电流调节器比例系数Ki 为
i R
Ki = KI =13