文档介绍：课程设计说明书
课程名称: 电力拖动自动控制系统
设计题目: 转速电流双闭环直流调速系统
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2010年12 月30 日
转速电流双闭环直流调速控制系统
摘要:此设计利用晶闸管、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流调速系统。该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器,构成了电流环和转速环,前者通过电流元件的反馈作用稳定电流,后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定,最终消除转速偏差,从而使系统达到调节电流和转速的目的。该系统起动时,转速外环饱和不起作用,电流内环起主要作用,调节起动电流保持最大值,使转速线性变化,迅速达到给定值;稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用,使转速随转速给定电压的变化而变化,电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。
关键词:双闭环,晶闸管,转速调节器,电流调节器
目录
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一、直流调速系统拖动方案的对比……………………………………1
二、直流调速系统控制方案的确定……………………………………2
三、直流电动机的调速方式……………………………………………2
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一、整流变压器额定参数的计算…………………………………………3
二、主电路器件的计算与选择……………………………………………3
三、主电路保护环节的设计与计算………………………………………3
四、电抗器参数计算与选择………………………………………………4
……………………………………4
一、检测环节………………………………………………………………4
二、调节器的选择与调整…………………………………………………5
三、系统的给定电源…………………………………………………… 11
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心得体会………………………………………………………………………12
参考文献………………………………………………………………………13
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:单闭环直流调速系统
单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。在电动机轴上装一台测速发电机,引出与转速成正比的电压与给定电压比较后,得偏差电压ΔU ,经放大器,产生触发装置的控制电压Uk ,用以控制电动机的转速,如图下图:
整流触发装置
放大器
给定电压
负载
电动机
速度检测
:双闭环直流调速系统
该方案主要由给定环节、ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成。为了使转速负反馈和电流负反馈分别起作用,系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR。电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环;转速调节器ASR和转速检测反馈回路构成转速环,称为双闭环调速系统。因转速换包围电流环,故称电流环为内环,转速环为外环。在电路中,ASR和ACR串联,即把ASR的输出当做ACR的输入,再由ACR得输出去控制晶闸管整流器的触发器。为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用具有输入输出限幅功能的PI调节器,且转速和电流都采用负反馈闭环。该方案的原理框图如图下图:
电流检测
整流触发装置
ASR
ACR
负载
电压
电动机
速度检测
方案一采用单闭环的速度反馈调节时整流电路的脉波数m = 2 ,3 ,6 ,12 , ⋯,其数目总是有限的,比直流电机每对极下换向片的数目要少得多。因此,除非主电路电感L = ∞,否则晶闸管电动机系统的电流脉动总会带来各种影响,主要有:(1) 脉动电流产生脉动转矩,对生产机械不利; (2)脉动电流(斜波电流) 流入电源,对电网不利,同时也
增加电机的发热。并且晶闸管整流电路的输出电压中除了直流分量外,还含有交流分量。把交流分量引到运算放大器输入端,不仅不起正常的调节作用,反而会产生干扰,严重时会造成放大器局部饱和,从而破坏系统的正常工作。
方案二采用双闭环转速电流调节方法,虽然相对成本较高,但保证了系统的可靠性能,保证了对生产工艺的要求的满足,既保证了稳态后速度的稳定,同时也兼顾了启动时启动电流的动态过程。在启动过程的主要阶段,只有电流负反馈,没有转速负反馈,不让电流负反馈发挥主要作用,既