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文檔簡介
1、<p><b> 電機拖動課程設(shè)計</b></p><p> 學(xué) 院 </p><p> 班 級 </p><p> 姓 名
2、60;</p><p> 學(xué) 號 </p><p><b> 2012年5月</b></p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 課程設(shè)計任務(wù)書2</b></p>
3、<p> 第一章 主回路的設(shè)計及其保護電路3</p><p> 1主回路結(jié)構(gòu)設(shè)計3</p><p> 2保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4</p><p> 第二章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速器的設(shè)計5</p><p> 1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計5</p><p> 2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計10</p&
4、gt;<p> 第三章 DXP電氣原理結(jié)構(gòu)圖16</p><p> 第四章 matlab仿真圖20</p><p> 1理論計算PID時啟動的波形20</p><p> 2實際校正后的PID仿真結(jié)果22</p><p> 3加入干擾先后的波形23</p><p> 4調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化的波
5、形26</p><p><b> 心得體會</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p><b> 課程任務(wù)設(shè)計書</b></p><p><b> 一、設(shè)計題目</b></p><p> 雙閉
6、環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計</p><p><b> 二、具體內(nèi)容</b></p><p> ?。?)主回路及其保護系統(tǒng)的設(shè)計;</p><p> ?。?)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器及其限幅電路的設(shè)計;</p><p> 三、已知條件及直流電機相關(guān)參數(shù)</p><p> 采用
7、晶閘管三相橋式全控整流電路供電,基本數(shù)據(jù)如下:</p><p> 直流電動機=220V,=136A,=1460r/min,電樞電阻=0.2Ω,允許過載倍數(shù)λ=1.5;</p><p> 晶閘管裝置=0.00167s,放大系數(shù)=40;</p><p> 平波電抗器:電阻/電感;</p><p> 電樞回路總電阻R=0.5Ω;電樞回路總電
8、感L=15mH;</p><p> 電動機軸上的總飛輪慣量GD2=22.5N·m2;</p><p> 電流調(diào)節(jié)器最大給定值=10.2V,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器最大給定值=10.5V;</p><p> 電流濾波時間常數(shù)=0.002s,轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)=0.01s。</p><p> 設(shè)計要求:1.穩(wěn)態(tài)指標(biāo):轉(zhuǎn)速無靜差;2.動態(tài)指標(biāo):電
9、流超調(diào)量;空載啟動到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。</p><p> 主回路及其保護系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b> 主回路結(jié)構(gòu)</b></p><p> 圖1 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p> ASR---轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR---電流調(diào)節(jié)器</p><p>
10、 TG---測速發(fā)電機 TA---電流互感器</p><p> UPE---電力電子變換器 Un*---轉(zhuǎn)速給定電壓</p><p> Un---轉(zhuǎn)速反饋電壓 Ui*---電流給定電壓</p><p> Ui---電流反饋電壓</p><p> 設(shè)計思路:為了實現(xiàn)在允許條件下的最快啟動,關(guān)鍵是要獲得
11、一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律,采用某個物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變,那么,采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。所以,我們希望達(dá)到的控制:啟動過程只有電流負(fù)反饋,沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋;達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋,不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器來組成系統(tǒng)。</p><p> 具體組成為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用,可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器,分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速
12、和電流,即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實行嵌套(或稱串級)聯(lián)接,如圖1所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入,再把電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看,電流環(huán)I在里面,稱作內(nèi)環(huán);轉(zhuǎn)速環(huán)n在外邊,稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p><b> 保護性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</b></p><p> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器AS
13、R的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值;電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。</p><p> 過壓保護——RC過壓抑制,加在電源直流側(cè)。直接在交流經(jīng)整流的直流側(cè)加上RC的串聯(lián)回路即可</p><p> 過流保護——PTC熱敏電阻,串聯(lián)在電機回路中</p><p> ?。?)確定最大工作電壓已知變壓器工作電壓
14、220V,考慮電源波動的因素,最大工作電壓應(yīng)達(dá)到220V×(1+20%)=264V</p><p> PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。</p><p> ?。?經(jīng)計算和實際測量,變壓器正常工作時初級電流125mA,考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃,可確定不動作電流在60 ℃時應(yīng)為130~ 140mA。</p><p>
15、?。?)確定動作電流考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫度最低可達(dá)到-10 ℃或25℃,可確定動作電流在-10 ℃或25℃時應(yīng)為300~ 340mA,動作時間約5分鐘。</p><p> (4)確定額定零功率電阻R25PTC熱敏電阻器串聯(lián)在初級中,產(chǎn)生的電壓降應(yīng)盡量小,PTC熱敏電阻器自身的發(fā)熱功率也應(yīng)盡量小,一般PTC熱敏電阻器的壓降應(yīng)小于總電源的1%,R25經(jīng)計算:220V × 1%
16、7;0.125A=17.6 Ω</p><p> (5)確定最大電流經(jīng)實際測量,變壓器次級短路時,初級電流可達(dá)到500mA,如果考慮到初級線圈發(fā)生部分短路時有更大的電流通過,PTC熱敏電阻器的最大電流確定在1A以上。</p><p> ?。?)確定居里溫度和外形尺寸考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃,選擇居里溫度時在此基礎(chǔ)上增加40 ℃,舉例溫度為100 ℃,但考慮
17、到低成本,以及PTC熱敏電阻器未安裝在變壓器線包內(nèi),其較高的表面溫度不會對變壓器產(chǎn)生不良作用,故居里溫度可選擇120 ℃,這樣PTC熱敏電阻器的直徑可減小一檔,成本下降了。</p><p> 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速器的設(shè)計</p><p><b> 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計</b></p><p> 設(shè)計目的(電流調(diào)節(jié)器的作用)</p&g
18、t;<p> 作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器,在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中,它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓(即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量)變化。 </p><p> 對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。 </p><p> 在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中,保證獲得電機允許的最大電流,從而加快動態(tài)過程。 </p><p> 當(dāng)電機過載甚至堵轉(zhuǎn)時,限制電樞電流的最大值,起快速的自動保護作
19、用。一旦故障消失,系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運行來說是十分重要的。</p><p><b> 設(shè)計步驟</b></p><p><b> 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡化</b></p><p> 在按動態(tài)性能設(shè)計電流環(huán)時,可以暫不考慮反電動勢變化的動態(tài)影響,即E≈0</p><p> 如
20、果把給定濾波和反饋濾波兩個環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi),同時把給定信號改成U*i(s) /</p><p> 由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多,可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個慣性環(huán)節(jié)</p><p> 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p> 從穩(wěn)態(tài)要求上看,希望電流無靜差,以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性,采用型系統(tǒng)就夠了。再從動態(tài)要求上看,實際系統(tǒng)不允許電樞電流在
21、突加控制作用時有太大的超調(diào),以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值,而對電網(wǎng)電壓波動的及時抗擾作用只是次要的因素。為此,電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主,即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)電流環(huán)的控制對象是雙慣性的,要校正成典型型系統(tǒng),顯然應(yīng)采用PI 型的電流調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)可以寫成</p><p> 式中 —— 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);</p><p> —— 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。</p>
22、<p> 為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消,選</p><p> 則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成為圖2-4所示的典型形式 </p><p> 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算</p><p><b> 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</b></p><p> 整流裝置滯后時間常數(shù)Ts。三相橋式電路平均失控時間Ts
23、=0.00167s。</p><p> 電流濾波時間常數(shù)Toi=0.002s。</p><p> 電流環(huán)小時間常數(shù)之和</p><p> 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)</p><p> 檢查對電源電壓的抗擾性能:</p><p><b> ,</b></p><p>
24、 參照表下的典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能,各項指標(biāo)都是可以接受的。</p><p> 典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系</p><p> 電流環(huán)開環(huán)增益:要求時,按下表,應(yīng)取,</p><p><b> 因此</b></p><p> 典型型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系</p>&l
25、t;p> ACR選用PI調(diào)節(jié)器,其比例系數(shù)為</p><p><b> 校驗近似條件</b></p><p> 電流環(huán)截止頻率,且:</p><p> 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件為</p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p>
26、 忽略反電動勢對電流環(huán)影響的近似條件為</p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p> 電流環(huán)小時間常數(shù)環(huán)節(jié)的近似處理條件為</p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p><b> 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)</b></p>
27、<p> 含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI 型電流調(diào)節(jié)器原理圖如下圖所示。圖中為電流給定電壓,為電流負(fù)反饋電壓,調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓UC。根據(jù)運算放大器的電路原理,可以容易地導(dǎo)出</p><p> 計算調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)電容</p><p> 電流調(diào)節(jié)器如下圖所示,取,則</p><p><b> 取20</b>
28、;</p><p><b> 取1.5</b></p><p><b> 取0.4</b></p><p> 含給定濾波器和反饋濾波器的PI電流調(diào)節(jié)器</p><p> 按上述參數(shù),電流環(huán)可達(dá)到的動態(tài)跟蹤性能指標(biāo)為,滿足設(shè)計要求。</p><p><b>
29、 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計</b></p><p> 設(shè)計目的(轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用)</p><p> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)速器,它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓Un*變化,穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差,如果采用PI調(diào)節(jié)器,則可實現(xiàn)無靜差。</p><p> 對負(fù)載變化起擾動作用。因為負(fù)載擾動作用在電流環(huán)之后,只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動作用。<
30、/p><p> 其輸出限幅值決定電動機允許的最大電流。</p><p><b> 設(shè)計步驟</b></p><p> 電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p> 電流環(huán)經(jīng)等效后可視作轉(zhuǎn)速換中的一個環(huán)節(jié),為此,需求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)。由下圖可知</p><p> 忽略高次項,可降階近似為<
31、;/p><p><b> 近似條件為</b></p><p> 式中 ——轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。</p><p> 接入轉(zhuǎn)速換內(nèi),電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應(yīng)為 (s),因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為</p><p> 這樣,原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對象,經(jīng)閉環(huán)控制后,可以近似地等效成只有較小時間常數(shù)的一階慣性
32、環(huán)節(jié)。</p><p> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p> 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替后,整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖</p><p> 和電流環(huán)中一樣,把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi),同時將給定信號改成 U*n(s)/,再把時間常數(shù)為 1 / KI 和 T0n 的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來,近似成一個時間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié),其中</p>
33、<p><b> 簡化后的結(jié)構(gòu)圖:</b></p><p> 為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差,在負(fù)載擾動作用點前面必須有一個積分環(huán)節(jié),它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中,現(xiàn)在在擾動作用點后面已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié),因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié),所以應(yīng)該設(shè)計成典型 Ⅱ 型系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。由此可見,ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為</
34、p><p> 式中 Kn — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);</p><p> n — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。</p><p> 這樣,調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p> 令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為 </p><p><b> 校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為</b></p><p&
35、gt; 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算</p><p><b> 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</b></p><p> 電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI :</p><p> 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù),根據(jù)所用測數(shù)發(fā)電機紋波情況,取。</p><p> 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)。按小時間常數(shù)近似處理, </p><p>
36、由下表中數(shù)據(jù)可見,一般來說,h值越小,也越小,tm和tv都短,因而抗擾性能越好,這個趨勢與跟隨性能指標(biāo)中超調(diào)量與h值的關(guān)系恰好相反,反應(yīng)了快速性與穩(wěn)定性的矛盾。但是,當(dāng)h<5時,由于振蕩次數(shù)的增加,h在笑,回復(fù)時間tv反而拖長了。由此可見,h=5是較好的選擇,這與跟隨性能中調(diào)節(jié)時間最短的條件是一致的。</p><p> 因此,把典型Ⅱ 型系統(tǒng)跟隨性和抗繞性能指標(biāo)綜合起來看,h=5應(yīng)該是一個很好的選擇。&l
37、t;/p><p> 典型 Ⅱ 型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系</p><p> 綜上所述,取h=5,則ASR的超前時間常數(shù)為</p><p> 轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)放大倍數(shù)為</p><p><b> 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)</b></p><p><b> ASR的比例系數(shù)為</b>
38、;</p><p><b> 校驗近似條件</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速環(huán)截止角頻率為</b></p><p> 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為</p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p> 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條
39、件為</p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p><b> 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量</b></p><p> 當(dāng)h=5時,查表的,由此求得</p><p> 滿足超調(diào)量指標(biāo)要求。</p><p><b> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)</b>
40、</p><p> 給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖所示,圖中為轉(zhuǎn)速給定電壓,為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓,調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。</p><p> 含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器</p><p> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)與電阻、電容值的關(guān)系為</p><p> 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容</p><p&
41、gt;<b> 取R0=20,則</b></p><p><b> 取240</b></p><p><b> 取0.36</b></p><p><b> 取2</b></p><p> DXP電氣原理結(jié)構(gòu)圖</p><p&
42、gt; ASR為含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*i決定了電流給定電壓的最大值,即通過比較給定電壓U*n 與反饋電壓Un來決定U*i的大小。</p><p> ACR為含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Uc限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Ud ,
43、即通過比較U*I 與UI 決定Uc 的大小。</p><p> ASR、ACR均采用二極管鉗位的外限幅電路。</p><p> 可控硅觸發(fā)電路,采用3塊KJ004可控硅觸發(fā)器,1塊KJ041和1塊KJ042組成三相橋式供電裝置的六路雙脈沖移相觸發(fā)。該線路設(shè)有同步電壓濾波網(wǎng)絡(luò),不受電源中波形畸變和換流缺口的干擾,適應(yīng)較寬的同步電壓范圍,且只需三項同步電壓,即“A、B、C同步”。能很方便地
44、與調(diào)節(jié)系統(tǒng)匹配,并只需調(diào)節(jié)輸入信號(即Uc,移相輸入端)的上下限就可調(diào)整整流和逆變角。各項脈沖不均衡度小,調(diào)試簡單、容易。</p><p> 可控硅觸發(fā)電路的六個輸出端分別接電力電子變換器的VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6,通過控制其開通、關(guān)斷來調(diào)節(jié)電機的電壓。</p><p> 電路中使用TA電流互感器作為電流反饋。使用測速發(fā)電機作為轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié),測速發(fā)電機與電機只存在
45、機械連接。</p><p><b> Matlab仿真圖</b></p><p> 啟動過程的分析及仿真</p><p> 第一階段:電流上升階段。突加給定電壓后,通過兩個調(diào)節(jié)器的控制作用,Id上升。當(dāng)Id>Idl,電動機開始轉(zhuǎn)動。由于電動機機電慣性的作用,轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速反饋信號增長較慢,因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出偏差電壓數(shù)值較大,使其
46、輸出很快達(dá)到限幅值,之后輸出一直處于限幅值,相當(dāng)于速度環(huán)處于開環(huán)狀態(tài),ASR對電流調(diào)節(jié)環(huán)發(fā)出最大電流指令。在ASR輸出限幅值的作用下,ACR的輸出也有一躍變,強迫電樞平均電流迅速上升,則電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出偏差電壓衰減,使輸出達(dá)不到限幅值。當(dāng)電流反饋電壓與給定電壓相平衡時。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器ACR不再使Id迅速增長。</p><p> 第二階段:恒流升速階段。在這個階段,由于ASR的輸出偏差一直為正,
47、使其輸出一直是飽和的,轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán),只剩下電流環(huán)單閉環(huán)工作,ACR的調(diào)節(jié)作用使電樞電流基本上保持恒定。在這一階段中,電流調(diào)節(jié)器是不能飽和的,可控電源也不應(yīng)飽和。</p><p> 第三階段:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。從電動機轉(zhuǎn)速上升到給定值開始,此時,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定電壓與反饋電壓相平衡,輸出偏差電壓為零,但輸出由于積分的記憶作用還維持在限幅值,因此電動機仍在最大電流下加速,必然產(chǎn)生轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后,ASR輸入端的
48、偏差電壓改變極性,使其輸出電壓幅值被迫迅速下降而退出飽和狀態(tài),從而電樞電流也開始下降。但是由于Id仍然大于負(fù)載電流,在一段時間內(nèi),電動機的轉(zhuǎn)速仍繼續(xù)上升。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩平衡時,轉(zhuǎn)速上升到最大值。此后,經(jīng)過ASR和ACR的調(diào)節(jié),狀態(tài)變量轉(zhuǎn)速和電流Id達(dá)到穩(wěn)定。</p><p> 啟動過程(從0升到2V)理論計算PID時啟動的波形:</p><p><b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果:
49、</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果:</b></p><p> 實際校正后的PID仿真結(jié)果:將</p><p><b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果</b></p><p><b&
50、gt; 加入干擾先后的波形</b></p><p> 在電流環(huán)輸入部分加入干擾后的波形</p><p><b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果:</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果:</b></p><p> 在負(fù)載電流波動產(chǎn)生干擾后的波形。</p><p>
51、;<b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果:</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果:</b></p><p> 同時加入干擾后的波形</p><p><b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果:</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果:</b></p>
52、<p> 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化的波形(從給定電壓2V降到1.5V)</p><p><b> 轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果</b></p><p><b> 電流仿真結(jié)果</b></p><p><b> 結(jié)論:</b></p><p> 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器,
53、它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變化,穩(wěn)態(tài)時可減小轉(zhuǎn)速誤差,如果采用PI調(diào)節(jié)器,則可實現(xiàn)無靜差;它對負(fù)載變化起抗擾作用;其輸出限幅值決定電機允許的最大電流。</p><p> 電流調(diào)節(jié)器的作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器,在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中,它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓變化;它對電網(wǎng)電壓的波動起及時抗擾的作用。在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中,保證獲得電機允許的最大電流,從而加快動態(tài)過程。</p><p>&
54、lt;b> 心得體會</b></p><p> 本文主要進行了雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計,同時也進行了部分的外圍電路,包括保護電路、檢測電路、輔助電源電路等。按照工程化的流程由內(nèi)到外的進行了電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的調(diào)節(jié)器設(shè)計、參數(shù)計算、仿真驗證及優(yōu)化工作,滿足了課程設(shè)計任務(wù)書的全部要求,在起動過程中,主要由電流環(huán)起主要作用,在穩(wěn)態(tài)運行時,主要由轉(zhuǎn)環(huán)其主要作用,電流環(huán)僅表
55、現(xiàn)為跟隨特性。然而,此次設(shè)計仍有很大的改進的地方,比如可以做更多的不同參數(shù)的對比試驗,嘗試使用智能控制理論而不是傳統(tǒng)的PID控制方法進行控制等。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1].曾毅,現(xiàn)代運動控制系統(tǒng)工程,機械工業(yè)出版社,2006</p><p> [2].陳伯時,電力拖動自動控制系統(tǒng)——運動控制系統(tǒng)
56、(第3版),機械工業(yè)出版社,2003</p><p> [3].爾桂花,竇曰軒,運動控制系統(tǒng),清華大學(xué)出版社,2002</p><p> [4].阮毅,陳維鈞,運動控制系統(tǒng),清華大學(xué)出版社,2006</p><p> [5].余發(fā)山等,自動控制系統(tǒng),中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2005</p><p> [6].劉進軍,王兆安,電力電子技術(shù)(
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