双闭环v-m调速系统设计.doc

课程设计名称：电力拖动自动控制系统课程设计 题 目：双闭环V－M调速系统设计 课 程 设 计 成 绩 评 定 表 学期 第七学期 姓名 专业 电气工程及其自动化(自动化) 班级 自动化05-3 课程名称 电力拖动自动控制系统课程设计 设计题目 双闭环V－M调速系统设计 评定标准 评定指标 分值 得分 知识创新性 20 理论正确性 20 内容难易性 15 结合实际性 10 知识掌握程度 15 书写规范性 10 工作量 10 总成绩 100 评语： 任课教师 时间 年 月 日 备注 课程设计任务书 设计题目 双闭环V－M调速系统设计 设计任务 已知某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下。直流电动机：220V，136A，1460r/min,Ce=0.132V×min/Ks=40；电枢回路总电阻：R＝0.5ΩTl=0.03s,Tm=0.18s；α＝0.07V×min/r,β=0.05V/Aσi％≤5%σn%≤10%。 设计计划 第1－2天：明确设计任务，查找资料； 第3－4天：分析双闭环V－M调速系统的设计方法与过程； 第5－6天：总结分析，撰写课程设计报告。 设计要求 1、用工程设计方法进行设计，决定转速调节器和电流调节器结构并选择参数； 2、对晶闸管及平波电抗器的有关参数进行计算； 3、设计过程中应画出双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图。 指导教师： 教研主任： 时 间： 摘要 本设计主要介绍了双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图，并按工程设计设计法对双闭环调速系统的ACR及ASR进行设计。在工程设计中阐述了需要注意的问题。并对晶闸管的电压、电流作了定额计算，及平波电抗器的计算。最后得出双闭环调速系统的主、控电路图并作了总结及设计心得。 关键词：双闭环，ASR，ACR，晶闸管。 目录 1 引言 1 2 双闭环调速系统的组成 2 2.1双闭环调速系统电路原理图 2 2.2双闭环调速系统动态结构图 2 3 按工程设计方法设计双闭环系统的ACR和ASR 4 3.1ACR的设计 4 3.2ASR的设计 5 4 采用工程方法设计时需注意的问题 8 5 晶闸管的电压、电流定额计算 10 5.1晶闸管额定电压UN 10 5.2晶闸管额定电流IN 10 6 平波电抗器计算 11 7 双闭环调速系统主、控电路图 12 8 结论 13 9 体会 14 10 参考文献 15 1 引言 采用转速负反馈和PI调节的单闭环调速系统可以实现转速的无静差，如果附带电流截止负反馈作限流保护可以限制电流的冲击，但并不能控制电流的动态波形。我们希望系统在启动时，一直能有电机过载能力允许条件下的最大电流，电机有最大的启动转矩和最短的启动时间。这一点利用电流截止负反馈是很难实现的。 另外，在单闭环调速系统中，用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器的参数调速。例如，在带电流截止负反馈的转速负反馈的单闭环系统中，同一调节器担负着正常负载时的速度调节和过载时的电流调节，调节器的动态参数无法保证两种调节过程均具有良好的动态品质。 为了解决单闭环调速系统存在的问题，可以采用转速、电流串级调速系统，即转速电流双闭环调速系统，采用两个调节器分别对转速和电流进行调节。 2 双闭环调速系统的组成 2.1双闭环调速系统电路原理图 图2－1为转速、电流双闭环调速系统的原理图。图中两个调节器ASR和ACR分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。 两个调节器输出都带有限幅，ASR的输出限幅什Uim决定了电流调节器ACR的给定电压最大值Uim，对就电机的最大电流；电流调节器ACR输出限幅电压Ucm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角α。 2.2双闭环调速系统动态结构图 双闭环调速系统的动态结构如图2－2所示，由于电流检测信号中常含有交流分量，须加低通滤波，其滤波时间常数Toi按需要选定。滤波环节可以抑制反馈信号中的交流分量，但同时也给反馈信号带来了延滞。为了平衡这一延滞作用，在给定信号通道中加入一个相同时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。其作用是：让给定信号和反馈信号经过同样的延滞，使二者在时间上得到恰当的配合，从而带来设计上的方