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2015电拖课设
黑龙江大学
课程设计说明书
学院: 机电工程学院
专业: 电气工程及其自动化
课程名称:电力拖动自动控制系统
设计题目:双闭环调速系统ASR和ACR
结构及参数设计(3)
姓名: 马崇
学号: 指导教师:袁 明
成绩:
双闭环调速系统ASR和ACR结构及参数设计(3)
一.设计目的:
掌握用工程设计方法设计双闭环调速系统的转速调节器和电流调节器,加深对双闭环直流调速系统理解。
二.设计内容:
在一个由三相桥式晶闸管整流装置供电的双闭环直流调速系统中,已知电动机数据如下:555kW,750V,760A,375r/min,Ce= 1.82V·min/r, 主回路总电阻R=0.14Ω, 允许过载电流倍数为1.5,Ks = 75,TL=0.031s,Tm=0.112s,电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s, 转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s, 两个调节器的输入和输出最大值都是10V,R0=40kΩ。
设计要求:稳态无静差;电流超调量(i ≤ 5%,电机空载起动到额定转速时的转速超调量(n ≤ 10%。
三.时间安排:
6.22—6.23 查阅相关资料;
6.24—6.25 按要求设计相关内容,完成设计文本
6.26 考核答辩
四.参考书目:
1.《电力拖动自动控制系统》(第3版)陈伯时主编 机械工业出版社
2.《电力电子技术》(第4版) 王兆安 黄俊主编 机械工业出版社
3.《自动控制理论》 刘丁主编 机械工业出版社
4.《电机及拖动基础》(第3版) 顾绳谷主编 机械工业出版社
目录
第一章 绪论 1
1.1 双闭环调速系统介绍 1
1.2 双闭环直流调速系统的组成 1
1.3 双闭环调速系统的实际动态结构框图 2
1.4 电流调节器与转速调节器的作用 2
1.4.1 电流调节器作用 2
1.4.2 转速调节器作用 3
第二章 设计方法及思路 3
2.1 设计方法及思路 3
2.2 工程设计方法的原则与基本思路 3
2.2.1原则 3
2.2.2 基本思路 4
第三章 电流调节器的设计 4
3.1 电流环结构框图的化简与时间常数的确定 4
3.2 电流调节器结构的选择 6
3.3 电流调节器的参数计算 7
3.4 校验 8
3.5计算调节器电阻和电容 9
第四章 转速调节器的设计 10
4.1 电流环的等效闭环传递函数 10
4.2 转速环结构的化简和转速调节器结构的选择 11
4.3 转速调节器的参数的计算 14
4.4 校验近似条件 15
4.5 计算调节器电阻和电容 16
4.6 校核转速超调量 16
4.7转速调节器退饱和时转速超调量的计算 17
第五章 总结 21
5.1 问题及解决 21
5.1.1 问题 21
5.1.2 解决 21
5.2 学习收获 21
第六章 参考书目 22
绪论
1.1 双闭环调速系统介绍
转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强的优点。它可以满足单闭环系统就难以满足系统的动态性能要求较高的控制,例如要求起制动、突加负载动态速降小等。双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器,一般的调速系统要求以稳和准为主,采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。同时也满足了电机起动时以电机最大允许电流起动,只有电流负反馈作用,稳定后只有转速负反馈作用,电流负反馈和转速负反馈同时存在,不同作用的电机最快起动的条件。
1.2 双闭环直流调速系统的组成
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级连接,如图2-2所示,即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控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看,电流调节环在里面,叫做内环;转速环在外面,叫做外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。
该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR一般都采用PI调节器。因为PI调节器作为校正装置既可以保证系统的稳态精度,使系统在稳态运行时得到无静差调速,又能提高系统的稳定性;作为控制器时又能兼顾快速响应和消除静差两方面的要求。一般的调速系统要求以稳和准为主,采用PI调节器便能保证系统获得良好的静态和动态性能。
图1-1 转速、电流双闭环直流调速系统
图中U*n、Un—转速给定电压和转速反馈电压;U*i、Ui—电流给定电压和电流反馈电压; 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—电力电子变换器。
1.3 双闭环调速系统的实际动
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