双闭环不可逆直流调速系统设计课程设计

1、双闭环不可逆直流调速系统设 计课程设计内容摘要双闭环直流调速系统即速度和电流双环直流调速系统，是由单闭环直流调 速系统发展起来的，调速系统使用比例积分调节器，可以实现转速的无静差调 速。又采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。这对一般的 要求不太高的调速系统，基本上己经能满足要求。但是由于电流截止负反馈限 制了最大电流，加上电动机反电势随着转速的上升而增加，使电流到达最大值 后迅速降下来，这样，电动机的转矩也减小了，使起动加速过程变慢，起动的 时间久比较长。在这些系统中为了尽快缩短过渡时间，所以就希望能够充分利 用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使起动的电流保护在最大允许值上

2、, 电动机输岀最大转矩，从而转速可直线迅速上升，使过渡过程的时间大大的缩 短。另一方面，在一个调节器的输出端综合几个信号，各个参数互相调节比较 困难。为了克服这一缺点就应用转速，电流双环直流调速系统。关键词：双闭环 直流调速系统MATLAB第一章设计任务书一. 题目：V-M双闭环不可逆直流调速系统设计二. 技术要求1. 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较 宽的调速范围（DMlO）,系统在工作范围内能稳定工作2. 系统静特性良好，无静差（静差率s0.2）3. 动态性能指标：转速超调量n<8%,电流超调量 t<5%,动态n8-10%,调速系统的过渡过程时间（调节

3、时间）t,ls4. 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续5. 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施三. 设计内容1. 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速 系统的组成，画出系统组成的原理框图2. 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力 电子器件、平波电抗器与保护电路等）3. 驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发 器电路均可）4. 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节与ACR调节器的结构型式及进行参数计算,使调速系统工作稳定, 并满足动态性能指标的要求5. 绘制V-M双闭环直流不可

4、逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘 图）6. 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书四. 技术数据晶闸管整流装置：Rr=0. 032 , K,=45-48o负载电机额定数据：Pn=90KW, Uk=440V, IN=220A, n=1800rmin, Ra=O. 088 Q,入=1.5。系统主电路：Re=O. 12 , T.=0. IS第二章设计方案的选择速度和电流双环直流调速系统（双环），是由单闭环直流调速系统发展起来 的，调速系统使用比例积分调节器，可以实现转速的无静差调速。又采用电流 截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。这对一般的要求不太高的调 速系统，基本上已能

5、满足要求。但是由于电流截止负反馈限制了最大电流，加 上电动机反电势随着转速的上升而增加，使电流到达最大值后迅速降下来，这 样，电动机的转距也减小了，使起动加速过程变慢，起动（调整时间ts）的时 间就比较长。在这些系统中为了尽快缩短过渡时间，所以希望能够充分利用晶 闸管元件和电动机所允许的过载能力，使起动的电流保护在最大允许值上，电 动机输出最大转矩，从而转速可直线迅速上升，使过渡过程的时间大大缩短。 另一方面，在一个调节器输出端综合几个信号，各个参数互相调节比较困难。 为了克服这一缺点就应用转速，电流双环直流调速系统。转速.电流双闭环直流调速系统原理图1-1如下三相电源输出图1-1双闭环直流调

6、速系统原理框图本设计采用三相全控桥整流电路，在直流侧串有平波电抗器，该电路 能为电动机负载提供稳定可靠的电源，利用控制角的大小可有效的调节转速， 并在直流交流侧安置了保护装置，保证各元器件能安全的工作，同时由于使用 了闭环控制，使得整个调速系统具有很好的动态性能和稳态性能。第三章主电路选型和闭环系统的组成3.1电动机型式的确定3.1.1电动机电压等级的选用电动机电压等级要与工厂企业或车间的供电电压一致。一般中、小 型交流电动机额定电压为220/380V或380/66OVO当电动机由晶闸管 整流装置直接供电时，为配合不同的整流电路联结，新改型直流电动机 还增设了 160V （配合单相全波整流）及

7、440V （配合三相桥式整流）等 新的电压等级。3.1.2电动机额定转速的选用一般可分为下列三种情况：(1) 电动机连续工作，很少起动、制动或反转。对几个不同的 额定转速进行全面比较，最后确定电动机的额定转速。(2) 电动机经常起动、制动及反转，此时除考虑初期投资外， 主要根据过渡过程能量损耗为最小的条件来选择电动机的 额定转速。(3) 电动机经常起动、制动及反转，主要根据过渡过程持续时间为最短的条件来选择电动机的额定转速。3.1. 3电动机额定功率的选用额定功率的选用考虑电动机的发热、过载能力及起动能力三个方 面。电动机额定功率的选择一般可分为三步：(1) 计算负载功率PLe这是决定电动机额

8、定功率的依据。(2) 根据负载功率，预选电动机的额定功率PNP PL,尽量接近PLe(3) 校核预选电动机。3.1. 4电动机的额定功率决定电动机功率的主要因素有三个：(1) 电动机的发热与温升，这是决定电动机功率的最主要因素。(2) 允许短时过载能力。(3) 对于笼型交流电动机还要考虑起动能力。在生产实际中，还需要考虑具体生产机械的特殊情况，进行补充和灵活 运用。3.1.5电动机的选型型号：Z4-180-42额定转速：3000rmin 额定功率：90KW电压：电枢220Y激磁：220V电枢电流：221A惯量矩：2.2 Kg. nt m 重量：410Kg3.2晶闸管结构型式的确定晶闸管整流是把

9、交流变直流。整流的过程中,采用三相桥式全控整流 电路。可控整流的原理：当晶闸管的阳极和阴极之间承正向电压并且门 极加触发信号晶闸管导通，并且去掉门极的触发信号晶闸管依然导通。 当晶闸管的阳极和阴极之间承受反向电压并且门极不管加不加触发信 号晶闸管关断。根据电动机的额定电压的不同，确定整流变压器的输出电压和可控整流 电路的结构形式，一般情况，当控制角a为O时，整流输出电压的有效 值UdO应约等于1. 1倍的电动机额定电压UN,运算关系参照下表1。表1运算关系整流电路单相全波三相半波三相全波六相半波2f2*6t.2t2m2366Udo0.9S CoSa1.17U2 COSa2.34S COSa1.

10、35Ur CoSa电路结构确定后既要进行晶闸管的型号选择：一般取晶闸管的额定 电压为1. 5-2倍的U.、额定电流大于2倍的电动机额定电流LJ确定。3.3闭环调速系统的组成开环直流调速系统调节控制电压UC就可改变电动机的转速。釆用Pl调节的单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳定的前提实现转 速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求校髙，单环系统就难以满 足需要。这是就要考虑采用转速、电流双环控制的直流调速系统。为了 实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器， 分别调节转速和电流。二者之间实行嵌套(串联)联接。把转速调节器 的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去

11、控制电力电子 变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外 边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。(1) 系统组成的结构框图如图2-2：图2-2双闭环调速系统的结构框图ASR-转速调节器ACR电流调节器TG测速发电机TA电流互感器UPE一-电力电子变换器Un*转速给定电压Un-转速反馈电压Uik 电流给定电压Ui-电流反馈电压为了获得良好的静.动态性能，转速和电流两个调节器一般都采 用Pl调节器，这样构成双闭环直流调速系统的电路原理图如上图所 示。图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性。图中还表示了 两个调节器的输出都是带限幅作用的，转速调节器ASR的输出限

12、幅电 压Uim*决定后了电流给定电压的最大值，电流调节器ACR的输出限 幅电压UCm限制电压UCm限制了电力电子变换器的最大输出电压 Udm图3-3双闭环调速系统的原理图第四章 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算4 1整流变压器容量计算4.1.1次级电压U2为了保证负载能正常工作，当主电路的接线形式和负载要求的额定电压 确定之后，晶闸管交流侧的电压0只能在一个较小的范围内变化，为此必须 精确计算整流变压器次级电压U2。影响U2值的因素有：(1) U2值的大小首先要保证满足负载所需求的最大直流值Ud(2) 晶闸管并非是理想的可控开关元件，导通时有一定的管压降，用UT表示(3) 平波电抗器有一

13、定的直流电阻，当电流流经该电阻时就要产生一定的 电压降综合以上因素得到的U2精确表达式为：UiirG土 I二 1) 1 "-V U2=(4) 电枢电阻的压降“ r A CUK%1ArSB- * 1OI 三A= Ud0U2,表示当控制角a =0'时，整流电压平均值与变压器次级相电压有效值之比。B=Ud /Udo,表示控制角为a时和a =0°时整流电压平均值之比。6%变压器的短路电压百分比，100千伏安以下的变压器取U%=5,IOOA,1000千伏安的变压器取IA%=58E为电网电压波动系数。根据规定，允许波动+5%-10%,即=1.050.9C是与整流主电路形式有关的

14、系数C =使宜，表示电动机电枢电路总电阻/?工的标么值，对容量为 UN15a,150KW 的电动机，通常 ra=0. 080. 04nU-表示主电路中电流经过几个串联晶闸管的管压降对于本设计：为了保证电动机负载能在额定转速下运转,计算所得的U2应有一定的裕量,根据经验所知,公式中的控制角&应取30。为宜。/3=0.9,A=2.34,B=cos = cos30°, C=0.5, U%=5220X = Oo6440U2= Ugg宀】)如A碍將警 440×0.06×(1.5-l) + l + 2×l2.34×09×f-°5

15、××15=262.35V取 U2=270V4.1.2次级电流B和变压器容量I2=K12 L , KU为各种接线形式时变压器次级电流有效值和负载电 流平均值之比。对于本设计屁取0.816,且忽略变压器一二次侧之间的 能量损耗，故：L=O. 816×220=179. 52AS=l2 (Sl+S2) =m1U1I1=m2U2I2=3×270× 179. 52=145. 41KVA4.2晶闸管的电流、电压定额计算题目中要求晶闸管整流装置Rrec=O. 032 Q, Kf454& In=224A Un=440V 晶闸管参数计算如下：Ude=L I

16、Un=I. l*440=484VUra=l. 5Un=l. 5*440=660VIvt=2In=2*224=448A从电气工程师手册中査得满足晶闸管型号选择的晶闸管型号为：KP500表 2 KP500型号通态平均 电流IT(AV) A正向电流 有效值 IF(AV)A重复峰值电压VRRMV触发电流IGT mA推荐散热器KP500500550200A,2000500SZ134.3平波电抗器电感量计算由于电动机电枢和变压器存在漏感，因而计算直流回路附加电抗器的电 感量时,要从根据等效电路折算后求所需电感量中,扣除上述两种电感量。4. 3.1电枢电感量L,按下式计算KdUnxIO'2PnNIN

17、(旧)P电动机磁极对数，KD-计算系数，对一般无补偿电机：K=812 对于本设计，P=2, KD=IO则LM =IPnNlN_ 10x440x102× 2×1800×220=2.77 (mH)4. 3. 2整流变压器漏电感折算到次级绕组每相的漏电感LB按下式计算Z 疋 U% Ui. 口、LB = KB(mH)100 IdU2变压器次级相电压有效值Id晶闸管装置直流侧的额定负载电流Kb与整流主电路形式有关的系数对于本设计，KB=3. 9, U%=5rtl r IJr U% U2 CC 5 270 cc" 贝 U LB = KB= 3.9×

18、5;= 0.24(InH)1 Id100 2204. 3.3变流器在最小输出电流Idmin时仍能维持电流连续时电抗器电感下式计算r KUL =Id minK是与整流主电路形式有关的系数，三相全控桥K取0.693L = = O.693x27O = 17qIdmin 220x5%4.3.4使输出电流连续的临界电感量L yL ¥=L-LM-2U=17. 01-2. 772×0. 24=13. 76(mH) 电抗器电感量应大于15 mH4.4保护电路的设计计算4. 4.1过电压保护 交流侧过电压的保护如图3-1图4-1交流侧过电压保护电路采用RC过电压抑制电路如图一所示，在变压器次

19、级并联RC电路，以吸 收变压器铁心的磁场释放的能量，并把它转换为电容器的电场能而存储起来， 串联电阻是为了在能量转换过程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能产 生的震荡。本设计采用三相全控桥整流电路，变压器的绕组为Y联结，阻容 保护装置采用三角形接法，故可 按下式计算阻容保护元件的参数1QrC -× 6zo% (F)3Ui2电容 C 的耐压：tc1.5×3×2t2(V)Ui2 U%R3×2.3J() ST M电阻R的功率：P0 4)Zc2/?(VV)Ic = 2tfCUc×0(A)式中St-变压器每相平均计算容量(VA)U2变压器次级相电压

20、有效值(V)/0%励磁电流百分比，当STW几百伏安时0%=10,当STM 1000 伏安时 io%=356%变压器的短路电压百分比Ic1Uc-当R正常工作时电流电压的有效值(A, V)对于本设计，U%=5,zo%=5, S=145. 41/3=4& 47KVA(1)电容器的计算STu7=2×5×48.47 ×103270"= 6.6(F),取 7“F(7c L5×3 ×2(2 = 1.5×6 ×270 = 992(V), ® 1200V选择C=7 F,耐压1200V的金属化纸介电容(2)电阻值的计

21、算r>3×2.3-Sr270248.47 XIO3= 10.38()取 R=20RC支路电流IC近似为/c = 2yCic×10-6= 2×3.14×50×6×6 × 270× IO-6 = 1.246(A)电阻 R 的功率为 Pr0 4)Ic2R = (34)x1.2462 × 22 = 103-136(W) 直流侧的过电压保护如图：图4-2直流侧过电压保护整流器直流侧开断时，如直流侧快速开关断开或桥臂快熔熔断等情 况，也在A、B之间产生 过电压，如图3-2所示本设计用非线性元气件 抑制过电压，在

22、A、B之间接入的是压敏电阻。压敏电阻的额定电压UZ 的选取可按下式计算S,l4 (1.8 2.2)SO(V)UdO为晶闸管控制角Q =O0时直流输出电压对于本设计：3,滋 (1.8 2.2)6 (1.8 2.2) X 2.34X 270 = 1138 139O(U) 用于中小功率整流器操作过电压保护，压敏电阻通流容量可选择(35) KA 晶闸管换相过电压保护如图: 电压保护电路如上图，在晶闸管元件两端并联RC电路，起到晶闸管换相过电压 的保护。串联电阻R的作用一是阻尼LTC回路的震荡，二是限制晶闸管 开通瞬间的损耗且可减小电流上升率di/dt。R、C值可按经验数据选取, 对于本设计晶闸管额定电

23、流为220A,故C可取O. 3“F , R可取20.4.4.2过电流保护如图：图4-4过电流保护电路第五章驱动控制电路的选型设计5.1集成触发电路集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便。随着集 成电路制作技术的提高。晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及。目前国内常 用KJ和KC系列，两者生产厂家不同，但很相似。采用KJOO4集成触发电路 的同步电压应滞后于主电路电压180度的触发触发脉冲。其工作原理可参照 锯齿波同步的触发电路进行分析，或査阅有关的产品手册。集成电路只需用 3个KJoo4集成块和隔离电路组成，再由六个晶体管进行脉冲放大，即构成完整的三相全控桥触发电路，如图5-1所示

24、:图5-1采用集成化六脉冲触发电路的三相全控桥整流电路本设计主电路整流变压器釆用D, y-11联结，同步变压器采用D, y-ll, 5 联结。同步变压器如图5-3。TjA UCQoOTRDn yllTS D, y5-ll图5-3同步变压器和整流变压器接法这时，同步电压选取的结果见表3。表3各晶闸管的同步电压晶闸管VTIVT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+Ua-UC+Ub-Ua+Uc-Ub同步电压-USa+Usc-USb+Usa-USC+Usb5.2三相桥式全控整流电路分析三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极的三相半波和一组共阳 极的三相半波可控整流电路串联起来构成的。习惯上将晶闸管按照其

25、导 通顺序编号，共阴极的一组为YT1、VT3和VT5,共阳极的一组为VT2、 VT4和VT6。其电路如图5-4所示： 、图5-4三相桥式电阻性负载全控整流电路要求共阴极的一组晶闸管要在自然换相点1、3、5点换相，而共阳 极的一组晶闸管则会在自然换相点2、4、6点换相。因此，对于可控整 流电路，就要求触发电路在三相电源相电压正半周的1、3、5点的位置 给晶闸管VT1、VT3和VT5送出触发脉冲，而在三相电源相电压负半周 的2、4、6点的位置给晶闸管VT2、VT4和VT6送出触发脉冲，且在任 意时刻共阴极组和共阳极组的晶闸管中都各有一只晶闸管导通，这样在 负载中才能有电流通过，负载上得到的电压是某

26、一线电压。其波形如图5-5所示。Ts.7 L- 匸 二3 5 /> %耳S 图5-5三相桥式电阻性负载沪0°时波形触发电路与驱动电路是电力电子装置的重要组成部分。为了充分发挥电力 电子器件的潜力、保证装置的正常运行，必须正确设计与选择触发电路与驱动 电路，如图5-6。晶闸管的触发信号可以用交流正半周的一部分，也可用直流，还可用 短暂的正脉冲。为了减少门极损耗，确保触发时刻的准确性，触发信号常采用 脉冲形式。晶闸管对触发电路的基本要求有如下几条：(1) 触发信号要有足够的功率（2）触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步（3）触发脉冲要有一定的宽度，前沿要陡（4）触发脉冲的移相范围应

27、能满足主电路的要求-7r* U亭走WZ V=S V-L-亠图5-6三相桥式全控整流电路触发脉冲第六章双闭环系统调节器的动态设计6 1电流调节器的设计6.1.1时间常数的确定表4各种整流电路的失控时间（f=50Hz）整流电路形式最大失控时间TeMXms平均失控时间Tms单相半波2010单相桥式105三相半波6.673. 33三相桥式3. 331. 67系统电磁时间常数Ti:由上可知Lz=35. 98 mH, R=O. 5,=I7.01X10-3 =O I425 按表 4 得：Rr0.12整流装置滞后时间常数T,：三相桥式电路的平均失控时间为L=O. 0017Se 电流滤波时间Toi:三相桥式电路

28、每个波头的时间是3. 33ms,为了基本 滤平波头，应有(1-2) TF3.33s,因此取 Ti=2ms=0. 002so电流环小时间常数之和Ti:按小时间常数近似处理，取 TEi=T,+i=. 0037SO6. 1.2电流调节器结构的选择根据设计要求 i<5%,并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电 流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用Pl型电流调节器，其 传递函数为WG(S) =冬(竺+ D , £一电流调节器的比例系数，丁一电流调 is节器的超前时间常数。检査对电源电压的抗扰性能：=0. 142/0. 0037=38.31,对照典型TiI型系统动态抗扰性能，

29、各项指标都是可以接受的。电流调节器结构图如图6-1：图6-1电流调节器结构图6.1.3电流调节器的参数计算电流调节器超前时间常数J=TE. 07so电流开环增益：要求i<5%时，按表5应取KxTei=O. 5,因此 Kx=O. 5Tei=0. 5/0. 0037=135. IS匕取 Kt=48,而电流反馈系数 =10Vl. 5In=10 (1.5×220) =0. 03V/A,于是ACR的比例系数为Kl =筹子135.1x0.07x0.12 =O?848x0.03表5典型I型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系参数关系KT0. 250. 390. 500. 691.0阻尼

30、比g1.00.80. 7070.60.5超调量§0%1.5%4.3%9. 5%16. 3%上升时间trOO6. 6T4. 7T3. 3T2.4T峰值时间tpOO8. 3T6.2T4. 7T3. 6T相对稳定裕度Y76.3°69.9°65. 5°59.2°51.8°截止频率3 C0. 243/T0. 367/T0.455/T0. 596/T0. 786/T6 L 4近似条件校验电流环截止频率：ci=K1=135. ls1晶闸管整流装置传递函数的近似条件:1/ (3T,) =1/ (3×0. 0017) =196. ls&quo

31、t;1> ci,满足近似条件。忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件：= 25.18, <ci,满足近似条件。电流环小时间常数近似处理条件:= 180.8Sl>i,满足近似条件。LrE=LrL3 TSTl 3 V 0.00175x0.002.?6. 1.5电流调节器的实现按所用运算放大器取Ro=4Ok,各电阻和电容值为Ri=KiR0=1. 642 × 40=65. 68k ,取 65 k Q ；Cl= iRi=0. 07/ (65×10s) 1. 08× 1O*F=1. 08 uF,取 1.1 F; Ci=4ToiRo=4×O. 002

32、/40000=0. 2×10"F,取 0. 2 UF。按照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为 i=4. 3%<5% (见表5),满足设计要求。6. 2转速调节器的设计6. 2.1时间常数的确定电流环等效时间常数1/心：已取K1Ti=O. 5,则 l/Ki=2TEi=2X0. 0037=0. 0074SO转速滤波时间常数TMU根据所用测速发电机纹波情况，取Tn=0. OISO 转速环小时间常数T:按小时间近似处理，TEft=lK+Ton=0. 0074+0. 01=0. 0174s6. 2. 2转速调节器结构的选择按照设计要求，选用典型型系统的Pl调节器，其传

33、递函数为Z、 Kti (ns +1) % (S)=-转速调节器结构图如图6-2：心 UnOu；IbalJ On - On图6-2转速调节器结构图6- 2.3转速调节器的参数计算按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5,则ASR的超前时间常数为 =hTZn=5X0. 0174=0. 087s,可求得转速环开环增益KN/7 + 1"2rDr22×52×0.01742 S 396 AS ,因为 C.= (UIrwU n= (440-220 ×0. 088) /1000=0. 234Vminr, =IOV/ 帥=10/1800=0. 006 Vrmin,于是可得A

34、SR的比例系数：Kn =（力+ 1）052haRT"6 X 0.03 × 0.234 × 0.01'2×5x0.006×0.12×0.0174=3.366. 2. 4近似条件校验由式K= 3 w c得转速环截止频率为:IVCn =4 = KNTll =396.4× 0.087SJ = 34.5。IVl1 I 135.13'0.0037电流环传递函数简化条件:=637广件。转速环小时间常数近似处理条件:=38.75h > vr 7i,满足近似条件。6. 2.5转速调节器的实现取 Ro=40k Q ,则 R

35、n=KnR0=3. 36×40=134. 48k ,取 1400k Q ；Ca= B/Rft=0. 087/ (140×10s) 0. 621×106F=0. 621 F,取 0.7F;C=4TRo=4×O.Ol/ (40×10s) =l×10"6=lF,取 1PF。6. 2. 6校核转速超调量当25时，由表6査得， =37. 6%,不能满足设计要求。实际上, 由于表四是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合 线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。表6典型II型系统阶跃输入跟随性能指标(按M

36、min准则确定参数关系)h34567891052.6%43. 6%37. 6%33. 2%29.8%27. 2%25. 0%23. 3%trT2. 402. 652. 853. 003.103. 203. 303. 35t,/12.1511.659. 5510. 4511. 3012. 2513. 2514. 20Tk32211111设理想空载起动时，负载系数z=0,已知 =L5, I)F220A, nfj=1800rmin, CfO. 234Vminr, TFO Is, T:Fo 0174s。当 h=5 时，由 表7査得， C*Cf81 2%,而调速系统开环机械特性的额定稳态速降 HX=IN

37、RC =220 XO. 12/0. 234=94.01 rmin,代入式能满足设计要求。94 Ol O 0174B=2x81.2%xl.5x xrr = 2,21%<8%表7典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系h345678910CaMUIz Cb72. 2%77. 5%81.2%84.0%86. 3%88.1%89.6%90. 8%t2. 452. 702. 853. OO3.153. 253. 303. 40tv/T13. 6010. 4588012. 9516. 8519. 8022. 8025. 856. 2.7直流测速发电机的选型型号：ZYS-3A 电压：IlOV 电流：

38、0.2A 功率：22W 转速：2000rmin6.3检测电路参数设置6. 3.1转速反馈环节的反馈系数和电路参数转速反馈环节的反馈系数为：C( = Unnnom ,而： = % C1，其中C“为测速发电机的电动势系数， 2为其输出电位器的分压系数。在根据连接方式和电动机最大转速确定了测速发电机信号后，测速发电机的电动势系数c“确定。一般对0C2先试取二02,再检验是否合适。其阻值为：校验其功耗：DCelgnNRRP2 02/VzyNtgWRP2 = CejN × 2Ntg为了使电位器温度不致很高，实选瓦数应为所消耗功率的一倍以上。6. 3.2电流反馈环节的反馈系数和电路参数电流检测电

39、路如图6-3所示:ABCUo仿真波形图：回区I速度O ；旧S打O 9 UJll9E吒ZELESL2SS f S W & E U 冒脣冈回巴珂3a冈叵B励磁电流四e问冈sa aj?电磁转矩J SCOPelr, X设计总结通过本次对一个V-M双闭环不可逆直流调速系统课程设计使我对电力电子 技术电力拖动自动控制系统有了进一步的了解与认识。对所学内容有了更深刻 的印象，并且进一步认识到工程设计时与实际相联系的重要性，比如在计算元 件参数时计算出来的值往往与实际生产参数不符，这就需要根据实际情况对参 数进行取舍。另外，做设计时信息十分重要，我运用文件检索工具査阅了大量 的相关资料，这对设计大有益

40、处。本次课程设计为对我将来的毕业设计和工作 需要打下了扎实的基础。以前一些不懂的知识点现在明白了。比如，电路可逆 与不可逆的异同，闭环调速系统的电路原理与性能分析等。但是也有几个知识 点不知如何处理。超调量怎么分析，调整时间TS与振荡次数N的关系。该系统 中调速系统采用比例积分调节器。可实现转速的无静差调速，有采用电流截止 负反馈环节，限制了起（制）动时的最大电流。该系统具有许多特点：具有良 好的静特性（接近理想“挖土机特性”）；具有较好的动态特性，启动时间短， 超调量也小；系统抗扰动能力强，电流环能较好的克服电网电压波动的影响， 而速度环能抑制被它包围的各个环节扰动的影响，并最后消除转速偏差

41、；由两 个调节器分别进行设计，分别调整，调整方便。由于双闭环直流调速系统的动, 静态特性均很好，所以在许多部门获得广泛的应用。本次毕业设计中，得到许多老师和同学的帮助，让我更好更快地了解、熟 悉和掌握本课题的内容和主要任务，从而让我有了直接的工作方向和较充分的 思想准备。在这里，我郑重地对所有帮助过我的同学和指导过我的老师表示感 谢。另外，我要特别感谢我的指导老师一一汪勇老师，他给我的是对我永远都 有益处的经验和学习方法，从他那里我学到了如何学习基本和专业知识的技巧, 以及一丝不苟的学习态度。在这里，我也要郑重地感谢我的指导老师参考文献1王兆安，黄俊主编电力电子技术第四版,机械工业出版社，20

42、032杨威,张金栋主编电力电子技术,重庆 大学出版社，20023陈伯时，电力拖动自动控制系统运动控 统,册,7制系统，第三版，机械工业出版社，20034莫正康，电力电子应用技术，第三版，机械 工业出版社，2000 张东力、陈丽兰、仲伟峰，直流拖动控制系 机械工业出版社，1999朱仁初、万伯任，电力拖动控制系统设计手 机械工业出版社，1994机械工程手册、电机工程手册编辑委员会， 电机工程手册第九卷自动控制系统，机械工 业出版社，19828机械工程手册、电机工程手册编辑委员会， 电机工程手册，第二版，基础卷（二），机 械工业出版社，1996毕业设计（论文）原创性芦明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教