1、双闭环直流调速系统的课程设计报告教材 2.5晶闸管触发及整流装置特性Ug=f(Ug)的测定. 7 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 i5% 转速超调 n10% 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 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=f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UTG ,n的数值若干组,即可描绘出特性曲线UTG=f(n)n()35055060
2、0640700760Utg6.39.09.51112.112.82.5 晶闸管触发及整流装置特性Ud=f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=fUg(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,所以电流环小时间常数=0.0017+0.002=0.0037S。2) 选择电流调节器的结构因为电流超调量,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
3、调节器。3) 电流调节器参数计算: 电流调节器超前时间常数=0.0239s,又因为设计要求电流超调量,查得有=0.5,所以=,又由于,计算得Ks=60。由于,所以ACR的比例系数 =4) 校验近似条件电流环截止频率=135.1。晶闸管整流装置传递函数的近似条件:,满足条件。忽略反电动势变化对电流环动态影响条件: ,满足条件。电流环小时间常数近似处理条件:,满足条件。5) 计算调节器的电阻和电容取运算放大器的=20,有=13K其结构图如下所示: 图4-1 电流调节器 有公式 , 取3.2 转速调节器的设计1)确定时间常数:有则,已知转速环滤波时间常数=0.01s,故转速环小时间常数。2)选择转速
4、调节器结构:按设计要求,选用PI调节器3)计算转速调节器参数:因为转速超调量,则10%,由于实验要求=1.1,理想空载启动有z=0,而且,r/min, ,, A, ms, s代入上式,可得69.01%,由查表3-5,按跟随和抗干扰性能较好原则,取h=3,则ASR的超前时间常数为: ,转速环开环增益。又,则有ASR的比例系数为: 4)检验近似条件转速环截止频率为。 电流环传递函数简化条件为,满足条件。转速环小时间常数近似处理条件为:,满足近似条件。5)计算调节器电阻和电容:取=20,有,其结构图如下:图4-2 转速调节器 有公式 , 取。6)校核转速超调量:由h=3,查得,不满足设计要求,应使A
5、SR 退饱和重计算。设理想空载z=0,h=3时,查得=72.2%,所以=2()()=,满足设计要求.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Id = Idm , 。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
6、定值n*,Un=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
7、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!
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