交直流课程设计双闭环直流调速系统.doc

2012年度交直流调速课程设计 双闭环直流调速系统 院 － 系： 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 摘 要 为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统（包括单闭环和多闭环系统）。直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。该系统起动时，转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流.1 转速﹑电流双闭环直流调速系统的组成及其静特性....4 1.1.1 转速﹑电流双闭环直流调速系统的组成.........5 1.1.2双闭环直流调速系统的稳态结构框图和静特性....6 1.2 双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析.......8 1.2.1 双闭环直流调速系统的动态数学模型............8 1.2.2 双闭环调速系统的起动过程分析................9 1.2.3 动态抗扰性能分析...........................10 1.2.4 转速和电流两个调节器的作用.................11 第二章 直流调速系统的方案设计..........................12 2.1 设计技术指标要求...............................12 2.2 现行方案的讨论与比较...........................12 2.3 选择PWM控制系统的理由..........................13 2.4 采用转速电流双闭环的理由.....................14 2.4.1 单闭环直流调速系统双闭环直流调速系统2.5 双闭环调速系统主电路的数学模型...................15 2.5.1 主电路及其化简..............................15 2.5.2 晶闸管触发和整流装置传函....................16 2.6 调速系统主电路的设计.............................17 2.6.1 整流变压器的计算............................17 2.6.2 晶闸管组件的计算与选择......................18 2.6.3 主电路的过电压和过电流保护..................18 2.6.4 平波电抗器的参数计算........................19 2.7双闭环系统的电气原理图............................20 第三章 双闭环调速系统调节器的设计........................23 3.1工程设计方法的基本思路............................23 3.2 电流调节器的设计.................................23 3.2.1 电流环动态结构图的简化............................23 3.2.2 确定电流环的时间常数..............................24 3.3电流调节器结构的选择...........................24 3.3.1 电流调节器参数的计算......................25 3.3.2 校验近似条件..............................26 3.3.3 计算调节器电阻和电容......................26 3.4 转速调节器的设计.......