电拖课设 电流截止负反馈.doc

目录 1设计任务及要求 1 1.1技术数据 1 1.2技术指标 1 1.3技术要求 1 1.4设计内容 2 2转速反馈控制直流调速系统的数学模型 2 2.1系统的静特性 2 2.2系统的动态数学模型 4 3带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统 5 3.1电流截止负反馈环节 5 3.2静特性方程与特性曲线 6 4主电路工作设备选择 7 4.1 闭环系统的开环放大系数的判断 7 4.2 调节器的选择与设计 9 4.3 校正后系统的动态结构图 13 5系统仿真 14 5.1搭建仿真图 14 5.2仿真结果 15 6电气原理总图 16 小结 17 参考文献 18 带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统Ω 最大允许电流 Idbl=1.5IN , 三相全控整流装置：Ks=30 , 电枢回路总电阻 R=0.15Ω ， 系统主电路：Tm=0.s ，Tl=0.01s 滤波时间常数：Toi=0.002s , Ton=0.012s, 其他参数：Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V 1.2技术指标 稳态指标：无静差（静差率s≤2 调速范围 D≥10 ） 态指标：技术要求 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作 (2) 根据指标选择调节器的参数确定电流截止负反馈环节相关参数 (3) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续 1.4设计内容1) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图 (2) 根据直流调速系统原理图, 分析转速调节器的作用,通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形，并由仿真波形通过MATLAB来进行调节器的参数调节 (4) 绘制直流调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图） (5) 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书“检测误差，用以纠正误差”这一原理组成的系统，其输出量反馈的传递途径构成一个闭合的环路，因此被称作闭环控制系统。在直流调速系统中，被调节量是转速，所构成的是转速反馈控制的直流调速系统。图1是具有转速反馈控制的直流调速系统，n为被调节量，电压给定，和比较后，得到转速偏差电压Δ，经过比例放大器A，产生电力电子变换器UPE所需要的控制电压Δ。 图1 系统原理框图 它们的稳态关系为： 电压比较环节 比例调节器 测速反馈环节 电力电子变换器 直流电动机 静态特性方程为： 其中 为闭环系统的开环放大系数。 闭环系统的静态特性表示闭环系统电动机转速和负载电流之间的稳态关系，根据各个环节的稳态关系可以画出系统的稳态结构框图，如图2所示: 图2 闭环系统的稳态结构框图 2.2系统的动态数学模型 比例放大器的传递函数 电力电子变换器的传递函数 测度反馈的传递函数 图3 系统的动态结构框图 时间常数Tm表示机电惯性，时间常数Tl表示电磁惯性。由图可得出，转速反馈控制的开环传递函数为： 其中 转速反馈控制直流调速系统的闭环传递函数为： Wcl（s）= 将电力电子变换器按一阶惯性环节处理后，带比例放大器的闭环直流调速系统可以看作是一个三阶线性系统。 3带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统 转速反馈控制的直流调速系统在起、制动过程和堵转状态时，必须限制电枢电流。为了解决这个问题，系统中必须装有自动限制电枢电流的环节。引入电流负反馈，可以使它不超过允许值。但这种作用只应在启动和堵转时存在，在正常运行时又得取消，让电流随负载的增减而变化。这种当电流达到一定程度才出现的电流负反馈叫做电流截止负反馈。采用单闭环的速度反馈调节加上电流截止负反馈的方法，能实现比较方便，快捷，成本低，而且系统调试等简单。 3.1电流截止负反馈环节 图4 电流截止负反馈环节 利用独立电流源做比较电压 b）利用稳压管产生比较电压 直流调速系统的电流截止负反馈环如图4所示，电流反馈信号取自窜入电动机电回路中的小阻值电阻RS，IdRs正比于电流。设Idcr为临界的截至电流，当电流大于Idcr时，将电流反馈信号加到放大器的输入端；当电流小于Idcr时，将电流反馈切断。为了实现这一作用，需要引入比较电压Ucom。图4（a）中用独立的直流电源作为比较电压Ucom，其大小可用电位器调节，在IdRc与Ucom之间串接一个二极管VD，当IdRc Ucom时，二极管导通，电流负反馈信号Ui即可加到放大器上去；当IdRc≤ Ucom时，二极管截止， Ui消失。 图4(b)中利用稳压管VS的击穿电压Ubr作为比较电压Ucom 。电流反馈信号取自串入电动机电枢回路中的小阻值电阻Rs，IdRc正比于电流。截止电流 Idcr=Ucom/Rs。 电