双闭环直流调速_1.doc

双闭环直流调速系统 PAGE 5 课程设计名称： 电力拖动自动控制系统 题 目： 双闭环直流调速系统 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 辽宁工程技术大学 课 程 设 计 成 绩 评 定 表 学期 第七学期 姓名 专业 电气工程与自动化 班级 课程名称 电力拖动自动控制系统 设计题目 双闭环直流调速系统 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  目录 引言……………………………………………………1 1 双闭环调速系统的动态数学模型……………………2 1.1直流电机数学模型…………………………………………….2 1.2整流装置的传递函数……………………………………..2 1.3 电流调节器的设计……………………………………….3 1.4转速调节器的设计………………………………………3 2 速度与电流双闭环调速系统……………………..5 2.1速度电流双闭环调速系统………………………………..5 2.2 双闭环调速系统的组成和基本原理……………………….6 3双闭环控制并联逆变器的建模分析………………….7 4 转速与电流双闭环直流自动调速系统的工作过程…….9 4.1启动过程……………………………………………………………….9 4.2负载变化时的自动调速过程…………………………….9 4.3电动机堵转过程……………………………….9 4.4 双闭环调速系统的特点…………………………10 5 仿真研究…………………………………….11 结论……………………………………………….13 设计体会……………………………………………..14 参考文献…………………………………………….15 摘 要 在工业生产中, 需要高性能速度控制的电力拖动场合, 直流调速系统发挥着极 为重要的作用。而采用速度、电流双闭环调速系统, 就可以充分利用电动机的过载能力 来获得最快的动态过程。根据双闭环调速系统的组成和基本原理, 分析了转速与电流 双闭环直流自动调速系统的工作过程及其特点。 关键词: 直流调速系统; 基本原理  1 双闭环调速系统的动态数学模型 在工程实践中,虽然交流电动机结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易。但由于直流电动机双闭环调速系统在理论和实践上都比较成熟,具有极好的运行和控制性能,在工业生产中仍占有相当的比例,其双闭环调速系统结构如图1-1所示。 ASR—速度调节器　ACR—电流调节器　TA—交流变换器 TG—测速发电机　U*n—给定速度信号　Un—速度反馈信号 U*i—给定电流信号　Ui—电流反馈信号 图1-1　直流电动机双闭环调速系统结构 系统中电流内环的作用是使电机电枢电流Id服从它的给定值U*i,当U*i不变时,它表现为恒流调节,否则表现为随动调节。速度外环的输出为U*i,不直接推动后面的放大器,而是作为电流环的给定值,二者共同构成串级控制系统,不仅能控制转速,而且能控制电流,可充分利用电机的过载能力,获得较快的动态响应。 1.1 直流电机数学模型 在电力拖动控制系统中,直流电机通常以电枢电压为输入量,以电机转速为输出量。假设电机补偿良好,忽略电枢反应、涡流效应和磁滞的影响,并设励磁电流恒定,得直流电机数学模型和运动方程分别为: 1-1 式中: Ud—电枢电压; L、id、R—分别为电枢回路电感、电流和总电阻; E—电机的反电动势,且有E=Cen; Te、TL—分别为电机的电磁转矩和负载转矩,且有Te=Cmid; GD2—电力拖动系统整个运动部分折算到电动机轴上的转动惯量。整理得电流与电压以及电动势与电流之间的传递函数分别为: 1-2 式中: T1=L/R—电枢回路的电磁时间常数(s); IdL=TL/Cm—负载电流(A); Tm—电力拖动系统的机电时间常数(s)。考虑n=E /Ce,可得直流电机的动态结构图如图1-2所示。 1.2 整流装置的传递函数 图1-2　直流电动机的 动态结构图 由于晶闸管整流装置总离不开触发电路,因此在分析系统时往往把它们看成一个整体,当作一个环节处理。从图1-1上可以看出,这一环节的输入量是触发电路的控制电压Uct,输出量是电枢电压Ud。如果在一定的范围内将非