双闭环直流调速系统的优秀课程设计.docx
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1、 皖 西 学 院课程设计汇报书系 别:机 电 学 院专 业:电气工程及其自动化学 生 姓 名:桂邯郸 学 号:课程设计题目:双闭环直流电机调速起 迄 日 期: 6 月 13日 6月 24日课程设计地点:机电学院试验室指 导 教 师:汪 明 珠下达任务书日期: 6月13日摘 要:很多生产机械要求在一定范围内进行速度平滑调整,而且要求含有良好稳态、动态性能。而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好和含有良好动态性能,在高性能拖动技术领域中,相当长时期内几乎全部采取直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟,应用很广泛电力传动系统。它含有动态响应快、抗干扰能力强等优点
2、。我们知道反馈闭环控制系统含有良好抗扰性能,它对于被反馈环前向通道上一切扰动作用全部能有效加以抑制。采取转速负反馈和PI调整器单闭环调速系统能够再确保系统稳定条件下实现转速无静差。但假如对系统动态性能要求较高,比如要求起制动、突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。这关键是因为在单闭环系统中不能完全根据需要来控制动态过程电流或转矩。在单闭环系统中,只有电流截止至负反馈步骤是专门用来控制电流。但它只是在超出临界电流值以后,强烈负反馈作用限制电流冲击,并不能很理想控制电流动态波形。在实际工作中,我们期望在电机最大电流限制条件下,充足利用电机许可过载能力,最好是在过分过程中一直保持电流(转
3、矩)为许可最大值,使电力拖动系统尽可能用最大加速度开启,抵达稳定转速后,又让电流立即降下来,使转矩立即和负载相平衡,从而转入稳态运行。这时,开启电流成方波形,而转速是线性增加。这是在最大电流转矩条件下调速系统所能得到最快开启过程。伴随社会化大生产不停发展,电力传动装置在现代化工业生产中得到广泛应用,对其生产工艺、产品质量要求不停提升,这就需要越来越多生产机械能够实现制动调速,所以我们就要对这么自动调速系统作部分深入了解和研究。 此次设计课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统,包含主电路和控制回路。主电路由晶闸管组成,控制回路关键由检测电路,驱动电路组成,检测电路又包含转速检测和电流检测等部分。关
4、键词:双闭环控制系统,转速控制环,系统现实状况,发展趋势Abstract:Many production machinery requirements within a certain range of speed smooth adjustment, and has good steady-state and dynamic performance. Dc speed regulation system and wide speed range, small static rate, good stability and good dynamic performance, in the fi
5、eld of high-performance drive technology, a long period of time almost all adopt dc electric drive system. Double closed-loop dc speed regulating system is the most mature dc speed control system in the development and wide application of power transmission system. It has the advantages of fast dyna
6、mic response, strong anti-jamming capability. We know that feedback closed loop control system has good disturbance resistance, it is for the feedback loop were all can effective to restrain disturbance. Using negative feedback of rotation speed and the single closed-loop speed control system of PI
7、regulator may be guarantee conditions for the robust stability of the system to achieve speed astatic. But if the system dynamic performance of the demand is higher, such as requiring a small braking and sudden load dynamic downhill, etc., single closed loop system is difficult to meet the requireme
8、nts. This is mainly because in a single closed-loop system cant completely according to the need to control the dynamic process of current and torque. In a single closed-loop system, only by the current negative feedback link is specially used to control the current. But it is only after more than t
9、he critical current value, the impact of the strong negative feedback effect of limiting current, is not very ideal control current dynamic waveform. In the practical work, we hope that under the condition of motor current biggest limit, make full use of the machine allows the overload capacity, the
10、 best is always in the process of excessive current (torque) to allow maximum value, make the electric drive system with maximum acceleration start as far as possible, after arrived at steady speed, and let the current down immediately, make torque and load balance immediately, thus to steady state
11、operation. At this point, the starting current square waveform and speed is linear growth. This is the biggest moment of the electrical flow under the condition of speed control system can get the fastest startup process. With the continuous development of socialized production, power transmission d
12、evice is widely used in modern industrial production, the production process, the requirement of increasing the quality of the product, which requires more and more production machinery to realize braking speed, so we will be the automatic speed control system of such some understanding and further
13、research. The topic of this design is double closed-loop thyristor irreversible dc speed regulating system, including the main circuit and control circuit. Main circuit is composed of thyristor, control circuit mainly by the detection circuit, drive circuit, detection circuit and includes speed dete
14、ction and current detection.Keywords:Double closed loop control system, speed control loop, the system present situation, development trend目 录1 双闭环直流调速系统工作原理11.1 双闭环直流调速系统介绍11.2 双闭环直流调速系统组成21.3 双闭环直流调速系统稳态结构图和静特征41.4 双闭环直流调速系统数学模型62调整器工程设计102.1 调整器设计标准102.2 型系统和型系统性能比较112.3 电流调整器设计122.4 转速调整器设计163 S
15、imulink仿真203.1 双闭环直流调速系统仿真设计21致谢23参考文件241 双闭环直流调速系统工作原理1.1 双闭环直流调速系统介绍双闭环(转速环、电流环)直流调速系统是一个目前应用广泛,经济,适用电力传动系统。它含有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道反馈闭环控制系统含有良好抗扰性能,它对于被反馈环前向通道上一切扰动作用全部能有效加以抑制。采取转速负反馈和PI调整器单闭环调速系统能够在确保系统稳定条件下实现转速无静差。但假如对系统动态性能要求较高,比如要求起制动、突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。这关键是因为在单闭环系统中不能完全根据需要来控制动态过程电流或转矩。在
16、单闭环系统中,只有电流截止负反馈步骤是专门用来控制电流。但它只是在超出临界电流值以后,靠强烈负反馈作用限制电流冲击,并不能很理想控制电流动态波形。带电流截止负反馈单闭环调速系统起动时电流和转速波形图1-(a)所表示。当电流从最大值降低下来以后,电机转矩也随之减小,所以加速过程肯定拖长。IdLntIdOIdmIdLntIdOIdmIdcrnn(a)(b) (a)带电流截止负反馈单闭环调速系统起动过程 (b)理想快速起动过程图1 调速系统起动过程电流和转速波形在实际工作中,我们期望在电机最大电流(转矩)受限条件下,充足利用电机许可过载能力,最好是在过渡过程中一直保持电流(转矩)为许可最大值,使电力
17、拖动系统尽可能用最大加速度起动,抵达稳定转速后,又让电流立即降下来,使转矩立即和负载相平衡,从而转入稳态运行。这么理想起动过程波形图1-(b)所表示,这时,开启电流成方波形,而转速是线性增加。这是在最大电流(转矩)受限条件下调速系统所能得到最快起动过程。实际上,因为主电路电感作用,电流不能突跳,为了实现在许可条件下最快开启,关键是要取得一段使电流保持为最大值恒流过程,根据反馈控制规律,采取某个物理量负反馈就能够保持该量基础不变,那么采取电流负反馈就能得到近似恒流过程。问题是期望在开启过程中只有电流负反馈,而不能让它和转速负反馈同时加到一个调整器输入端,抵达稳态转速后,又期望只要转速负反馈,不再
18、靠电流负反馈发挥主作用,所以我们采取双闭环调速系统。这么就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不一样阶段。1.2 双闭环直流调速系统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整器,分别调整转速和电流,二者之间实施串级连接,图2所表示,即把转速调整器输出看成电流调整器输入,再用电流调整器输出去控制晶闸管整流器触发装置。从闭环结构上看,电流调整环在里面,叫做内环;转速环在外面,叫做外环。这么就形成了转速、电流双闭环调速系统。该双闭环调速系统两个调整器ASR和ACR通常全部采取PI调整器。因为PI调整器作为校正装置既能够确保系统稳态精度,使系统在稳态运行时得到无
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