《双闭环直流调速系统的课程设计报告DOC.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双闭环直流调速系统的课程设计报告DOC.docx（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
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1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.7
2、3.2转速调节器的设计.9第 4 章 系统特性测试4.1系统突加给定 .114.2系统突撤给定 .错误！未定义书签。4.2.2突加负载时 .124.2.3突降负载时 .12第 5 章 设计体会2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 i 5%转速超调 n 10%静态特性无静差给定参数：电机额定功率 185W额定转速 1600r/min额定励磁电流Td，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
3、电压Ug，分别读取对应的UTG ,n的数值若干组，即可描绘出特性曲线UTG=f(n)n（ rmin ） 350550600640700760Utg6.39.09.51112.112.82.5 晶闸管触发及整流装置特性Ud=f Ug 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=f UgUg（V ） 5.95.45.04.64.23.63.2Ud（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
4、流环小时间常数T iTsToi =0.0017+0.002=0.0037S 。72） 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PI 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i=Tl =0.0239s ，又因为设计要求电流超调量i 5% ，查得有 K I T i =0.5 ，所以 K I =0.5=0.5135.1S 1 ，又由于T i0.0037KsUd，计算得 Ks=60。由于U im5UcI7.14V / A ，所以 ACR的比例系数dm0.7K iKI Ri =135.1 0.0
5、239 48.50.366K s60 6.674）校验近似条件电流环截止频率 Wci = K I =135.1 S 1 。晶闸管整流装置传递函数的近似条件：11196.1S 1 Wci ，满足条件。3Ts3 0.0017忽略反电动势变化对电流环动态影响条件：3111 wci ，满足条件。392.3 STMTL0.0442 0.0239电流环小时间常数近似处理条件：11111Wci，满足条件。180.8S3Ts Toi30.0017 0.0025） 计算调节器的电阻和电容取运算放大器的R0 =20k，有 Ri =13K其结构图如下所示：8图 4-1电流调节器有公式CiiRi，Ci15* 10 3
6、 S / 13* 1031.15 F取 Ci 1.2 F3.2 转速调节器的设计1）确定时间常数：有 K IT i 0.5,则 12T i20.0037s0.0074 s ，已知转速环滤波时间常K I数 Ton =0.01s ，故转速环小时间常数T n1Ton0.00740.010.0174 s 。K I2）选择转速调节器结构 ：K nn s 1按设计要求，选用 PI 调节器 WASR ssn3) 计算转速调节器参数：因为转速超调量i 10% , 则n2CmaxnbzT n 10%,由于CbnTm实验要求=1.1 ，理想空载启动有 z=0, 而且nbIdNR, n1500r/min,Ce0.1
7、406,I dl， I dl0.7 ACeI dN，9TM30 ms,T n0.0174 s 代入上式，可得Cmax 69.01%，由查表 3-5, 按跟Cb随和抗干扰性能较好原则，取h=3, 则 ASR的超前时间常数为：nh Tn30.0174 s0.0522 s ，转速环开环增益h1422K N2222 s733.99s 。232hTn0.0174U i5Vmin/r , 则有 ASR的比例系数为：又n15000.003K nh1CeTM47.14 0.14060.039.032hRT n2 30.00342.60.01744) 检验近似条件K NK N n733.990.052238.3
8、s1转速环截止频率为 wcn。w11K I1135.111wcn ，满足条件。电流环传递函数简化条件为T is63.7s330.0037转速环小时间常数近似处理条件为：1K I1135.138.7s 1Wcn ，满足近似3Ton30.01条件。5) 计算调节器电阻和电容：取 R0 =20k ，有 Ri 120k ，其结构图如下：10图 4-2转速调节器有公式 Cnn Rn ，C n 275* 10 3 S / 120* 1032.29 F取 Cn 2.3 F 。6) 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 。设理想空载 z=0，h=3 时
9、，查得Cmax =72.2%，所以n =2（ Cmax ）（z ）CbCbnNT n0.6442.6= 2 72.2% 1.10.14060.017410% ，满足设计要求 .nTm9.9%15000.036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 ACR两个 PI 调节器的作用下， Id 很快上升；当 Id IdL 后，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长， ASR输入偏差电压仍较大， ASR 很快进入饱和状态， 而 ACR一般不饱和。 直到 I
10、d = Idm ，U i U im 。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 Idm。 n 上升到了给定值 n* ，11Un=0。因为 IdIdm ，电动机仍处于加速过程，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 Un0，ASR退出饱和状态， Ui 和 Id 很快下降。 Id Idl ，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
11、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，报告看上去很混乱，不易于阅读。严格的格式要求也是在培养我们的做事态度。我很感谢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，还要特别感谢指导老师们，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！12