双闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告.docx
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1、双闭环直流调速系统设计和仿真1、试验目标1熟悉晶闸管直流调速系统组成及其基础原理。2掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈步骤测定方法。3掌握调整器工程设计及仿真方法。2、试验内容1调整器工程设计2仿真模型建立3系统仿真分析3、试验要求用电机参数建立对应仿真模型进行仿真4、双闭环直流调速系统组成及工作原理晶闸管直流调速系统由三相调压器,晶闸管整流调速装置,平波电抗器,电动机发电机组等组成。本试验中,整流装置主电路为三相桥式电路,控制回路可直接由给定电压Uct作为触发器移相控制电压,改变Uct大小即可改变控制角,从而取得可调直流电压和转速,以满足试验要求。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系
2、统中设置两个调整器,分别调整转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈,二者之间实施嵌套联接,图4.1。把转速调整器输出看成电流调整器输入,再用电流输出去控制电力电子变换器UPE。在结构上,电流环作为内环,转速环作为外环,形成了转速、电流双闭环调速系统。为了取得良好静、动态特征,转速和电流两个调整器采取PI调整器。TGnASRACRU*n+-UnUiU*i+-UcTAVM+-UdIdUPEL-MTG图4.1 转速、电流双闭环调速系统 5、电机参数及设计要求5.1电机参数直流电动机:220V,136A,1460r/min,Ce=0.192V min/r,许可过载倍数=1.5,晶闸管装置放大系数
3、:Ks=40电枢回路总电阻:R=0.5 时间常数:Tl=0.00167s, Tm=0.075s电流反馈系数:=0.05V/A转速反馈系数:=0.007 V min/r 5.2设计要求要求电流超调量i5%,转速无静差,空载起动到额定转速时转速超调量n10%。6、调整器工程设计 6.1电流调整器ACR设计(1)确定电流环时间常数1)装置滞后时间常数Ts=0.0017s;2)电流滤波时间常数Toi=0.002s;3)电流环小时间常数之和Ti=Ts+Toi=0.0037s;(2)选择电流调整结构依据设计要求i5%,而且确保稳态电流无差,电流环控制对象是双惯性型,且Tl/Ti=0.03/0.0037=8
4、.11ci,所以满足近似条件;2)校验忽略反电动势对电流环影响近似条件是否满足:31/TmTl40.82s-1ci,所以满足近似条件。根据上述参数,电流环满足动态设计指标要求和近似条件。同理,当KT=0.25时,可得Ki=0.5067 i=16.89;当KT=1.0时,可得Ki=2.027 i=67.5676.2转速调整器ASR设计(1)确定转速环时间常数1)电流环等效时间常数为2Ti=0.0074s;2)电流滤波时间常数Ton依据所用测速发电机纹波情况,取Ton=0.01s;3)转速环小时间常数Tn=2Ti+Ton;(2)转速调整器结构选择因为设计要求转速无静差,转速调整器必需含有积分步骤;
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