1、电力传动课程设计课题：双闭环直流调速系统班级：电气工程及其自动化1004学号：3100501091姓名：贾斌彬指导老师：康梅、乔薇日期：2014年1月9日目录第1章系统方案设计1.1 任务摘要31.2 任务分析31.3 设计目的意义31.4 方案设计4第2章晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定2.1 电枢回路电阻R的测定52.2 主电路电磁时间常数的测定62.3 系统机电时间常数TM的测定72.4 测速电机特性UTG=f(n)的测定72.5 晶闸管触发及整流装置特性Ug=f(Ug)的测定7第3章双闭环调速系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计73.2 转速调节器的设计9第4章系统特性测试4
2、1 系统突加给定114.2 系统突撤给定错误!未定义书签。4.2.1 突加负载时124.2.2 突降负载时12第5章设计体会第1章系统方案设计1.1 设计一个双闭环晶闸管不可逆调速系统设计要求：电流超调（Ti5%转速超调（Tnuj图1-2双闭环不可逆直流调速系统原理图。G:给定器DZS:零速封锁器ASR:速度调节器ACR:电流调节器GT:触发装置FBS:速度变换器FA:过流保护器FBC:电流变换器API:I组脉冲放大器第2章晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定2.1 电枢回路电阻R的测定电枢回路的总电阻R包括电机的电枢电阻Ra,平波电抗器的直流电阻RL和整流装置的阻Rn5BPR=Ra+RL
3、Rn为测出晶闸管整流装置的电源阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路如图6-1所示。将变阻器RP(可采用两只900Q电阻并联)接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁,并使电机堵转。MCL-18(或MCL-31,以下同)的给定电位器RP1逆时针调到底，使Uct=Oo调节偏移电压电位器RP2使=150。三相调压器逆时针调到底，合上主电路电源开关，调节主控制屏输出电压Uuv=220Vo调节Ug使整流装置输出电压Ud=(3070)Ued(可为IIoV),然后调整RP使电枢电流为(8090)led,读取电流表A和电压表V的数值Udo=HR+U1(测得I1=O.8A,U1=
4、126.6V)调节RP,使电流表A的读数为40%led。在Ud不变的条件下读取A,V表数值，则Udo=l2R+U2测得I2=O.4A,U2=134.5V.求解两式，可得电枢回路总电阻R=(U2-U1)/(11-I2)计算得R=19.75?.2.2 主电路电磁时间常数的测定采用电流波形法测定电枢回路电磁时间常数Td,电枢回路突加给定电压时，电流id按指数规律上升idld(1e三)当t=TdHt,有idld(1e1)0.632ld由id=f的波形图上测量出当电流上升至63.2稳定值时的时间，即为枢回路的电磁时间常数Td,测得Td=I5ms图见附录2.3 系统机电时间常数TM的测定系统的机电时间常数
5、可由下式计算Tm(GD2R)375CLm由于TmTd也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即nK(1TmS)Ud由过渡过程曲线，即可由此确定机电时间常数TM=275ms图见附录2.4 测速电机特性UTG=fn的测定加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Ug,分别读取对应的UTG5n的数值若干组，即可描绘出特性曲线UrG=f(n)(r/min)350550600640700760Utg6.39.09.51112.112.82.5 晶闸管触发及整流装置特性Ud=fUg的测定加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压Ug,分别读取对应的Ud,Ug的数值若干组,即可绘制出特性曲线Ud=fUgUg(V)5.
6、95.45.04.64.23.63.2Ud(V)275255240215190145110第3章双闭环调速系统调节器的设计3.1电流调节器的设计1)确定时间常数已知TS0.0017s,Toi0.002s,所以电流环小时间常数TiTsToi=0.0017+0.002=0.0037So2）选择电流调节器的结构因为电流超调量i5%,并保证稳态电流无静差，可按典型系统设计电流调节器电流环控制对象是双惯性型的，故可用Pl型电流调节器。3）电流调节器参数计算：电流调节器超前时间常数尸T=0.0239s,又因为设计要求电流超调量i5%,查得有Kl二05所以心二05二一。5135.1S1,又由于Ti0.003
7、7IIKs,计算得Ks=60b由于umA7.i4VA,所以ACR的比例系数UCIdm0.7KRi=135.10.023948.5i=0.366Ks606.674)校验近似条件电流环截止频率Wci=K=135.1S1o晶闸管整流装置传递函数的近似条件：196.1S1Wci,满足条件3Ts30.0017忽略反电动势变化对电流环动态影响条件：1E-0,44292.3S1Wci,满足条件。0.0239电流环小时间常数近似处理条件:113Ts11Toi3,0.00170.002180.8S1Wci,满足条件5）计算调节器的电阻和电容取运算放大器的Ro=2Ok，有R=13KQ其结构图如下所示:RD/2R0
8、/2半CoiRO/2MCiEbal有公式CiR,图4-1电流调节器Ci15*103S13*1031.15F取CiL2F3.2转速调节器的设计1）确定时间常数:1有K,Ti0.5,则恳ZTi2数Ton=O.01S,故转速环小时间常数1TnTon0.0074Kl0.010.0174So0.0037s0.0074s,已知转速环滤波时间常2）选择转速调节器结构:按设计要求，选用Pl调节器WasrSKnnS1n3）计算转速调节器参数:因为转速超调量i10%,则nCmaxb实验要求=1.1,理想空载启动有CbZLL止舌片4,-lx7QQQQ0.052238.3s1转速环截止频率为wpnNn733.99Ol
9、I15电流环传递函数简化条件为-3i转速环小时间常数近似处理条件为：条件。象s11003763.7sW5,满足条件。三三138.7siWcn,满足近似3吐O工15）计算调节器电阻和电容：取FT=20k,有R120k,其结构图如下:有公式C11n.R,IiCnCZMrBO/2RD/2CDIConTED/2I2I图4-2转速调节器十EbUCn275*103S120*1032.29F取Cn2.3F6）校核转速超调量：由h=3,查得n52.6%,不满足设计要求，应使ASR退饱和重计算n。设CC理想空载z=0,h=3时，查得一=72.2%,所以n=2（-C酸CbCb0.6442.6nTn=272.2%1
10、1擢,01749.9%10%，满足设计要求11Trn15000-036第四章系统动态特性观察与测定4.1突加给定时（图见附录）图中蓝线为电流环特性曲线，黄线为转速环特性曲线。在t=0时，系统突加阶跃给定信号Un*,在ASR和ACF两个PI调节器的作用下，Id很快上升；当IdIdL后，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长，ASR俞入偏差电压仍较大，ASR很快进入饱和状态，而ACF一般不饱和。直到Id=Idm,Uiuimo电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，它是一个线性渐增的斜坡扰动量，系统做不到无静差，而是Id略低于IdnKn上升到了给定值n*,4Un=Q因为ldldm,电动机仍
11、处于加速过程，使n超过了n*,称之为起动过程的转速超调。转速的超调造成了U*QASR!出饱和状态，Ui和Id很快下降。Idldl,转速由加速变为减速，直到稳定。4.2突撤给定时（图见附录）。4.3突加负载时（图见附录）。4.4突降负载时（图见附录）。第五章设计体会一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作。同时，这次设计过程中，体现出自己综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。这次课程设计也锻炼了我们的细心和耐心，这尤其体现在我们课程设计报告的格式上，需要细心地对待。格式很重要，不然，美观切不说，报告看上去很混舌L,不易于阅读。严格的格式要求也是在培养我们的做事态度。我很感有课程设计这次机会，让我明白了这么多从前不知道的东西。这些对我日后的工作都是十分宝贵的。同时也让我看清了自己，明白了自己哪里欠缺。理论知识的不足在这次课程设计中给我带来了很多麻烦，这也算是提醒。今后，在学习中，我要端正自己的态度努力学习，只有这样我们才能真正的掌握好知识。最后，还要特别感指导老师们，是在老师们的细心帮助和指导下，才让我们最终完成了这次设计！
免费区 
