电力拖动自动控制系统课程设计(电气工程).doc
《电力拖动自动控制系统课程设计(电气工程).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电力拖动自动控制系统课程设计(电气工程).doc(15页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2009年度本科生电力拖动自动控制系统课程设计转速、电流双闭环直流调速系统设计院 系: 工 学 院 专 业: 电 气 工 程 及 其 自 动 化 年 级: 06 级 学生姓名: 柴 春 平 学 号: 200603050467 导师及职称: 段志梅(讲师) 2009年12月电力拖动自动控制系统课程设计摘 要转速、电流双闭环控制的直流调速系统是应用最广性能很好的直流调速系统。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是,如果对系统的动态性能要求较高,例如:要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足需要。在单闭环直流调速系统中,电流截
2、止负反馈环节是专门用来控制电流的,但它只能在超过临界电流值 Idcr 以后,靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想地控制电流的动态波形.带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统起动电流达到最大值 Idm 后,受电流负反馈的作用降低下来,电机的电磁转矩也随之减小,加速过程延长。为了实现在允许条件下的最快起动,关键是要获得一段使电流保持为最大值Idm的恒流过程。按照反馈控制规律,采用电流负反馈应该能够得到近似的恒流过程.问题是,应该在起动过程中,只有电流负反馈,没有转速负反馈,达到稳态转速后,只要转速负反馈,没有电流负反馈。怎样才能做到这种既存在转速和电流两种负反馈,又使它们只能分别在不同的阶
3、段里起作用呢?只用一个调节器显然是不可能的,为了解决单闭环调速系统存在的问题,可以采用转速、电流双闭环调速系统,采用两个调节器分别对转速和电流进行调节。关键词:直流调速系统、电流调节器、转速调节器、电力拖动自动控制系统课程设计目录课程设计任务书1第一章双闭环直流调速系统的组成及原理21.双闭环直流调速系统的系统组成22。双闭环调速系统电路原理图2第二章主电路及保护环节的设计41。主电路的选取方案42。主电路元件的选择42。1整流变压器的选择42.2晶闸管的选型62.3平波电抗器电感的计算63.保护电路的设计73。1过电压保护及其计算73.2过电流保护8第三章电流、转速调节器的设计101.电流调
4、节器的设计101。1确定时间常数101.2选择电流调节器结构111。3选择电流调节器参数111.4校验近似条件111。5计算调节器电阻和电容122.转速调节器的设计122.1确定时间常数122。2选择转速调节器结构122.3计算转速调节器参数132。4校验近似条件132.5计算调节器电阻和电容132。6校核转速超调量14第四章总结15参考文献16附录A17电力拖动自动控制系统课程设计课程设计任务书(一) 课程设计题目转速、电流双闭环直流调速系统设计(二) 设计任务直流他励电动机:功率Pe10KW,额定电压Ue=220V,额定电流Ie=116A,磁极对数P=2,ne=1500r/min,励磁电压
5、220V,电枢绕组电阻Ra=0。112,主电路总电阻R0.32,L37。22mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和),电磁系数Ce=0.138 Vminr,Ks=22,电磁时间常数TL=0。116s,机电时间常数Tm=0.157s,滤波时间常数Ton=Toi=0。00235s,过载倍数1.5,电流给定最大值,速度给定最大值(三) 设计内容1. 系统各环节选型1) 主回路方案确定。2) 控制回路选择:给定器、调节放大器、触发器、稳压电源、电流截止环节,调节器锁零电路、电流、电压检测环节、同步变压器接线方式(须对以上环节画出线路图,说明其原理)。2. 主要电气设备的计算和选择1) 整流变压器计算
6、:变压器原副方电压、电流、容量以及联接组别选择。2) 晶闸管整流元件:电压定额、电流定额计算及定额选择.3) 系统各主要保护环节的设计:快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。4) 平波电抗器选择计算。3. 系统参数计算1) 电流调节器ACR中计算。2) 转速调节器ASR中计算。输入电阻均为40K.3) 动态性能指标计算(包括空载起动到额定转速超调量的计算和过渡过程的时间的计算以及空载起动到额定转速所需时间的计算)。4. 画出双闭环调速系统电气原理图. 使用A1或A2图纸,并画出动态框图(在设计说明书中).第一章 双闭环直流调速系统的组成及原理1. 双闭环直流调速系统的系统组成 图11 转速
7、、电流双闭环直流调速系统ASR-转速调节器 ACR-电流调节器 TG-测速发电机TA-电流互感器 UPE-电力电子变换器 Un-转速给定电压Un-转速反馈电压Ui*-电流给定电压Ui-电流反馈电压为实现转速和电流两种负反馈分别作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈.二者之间实行嵌套连接,如图所示。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统.2. 双闭环调速系统电路原理图为了获得良好的静、动态性能,转速和电流
8、两个调节器一般都采用PI调节器,这样构成的双闭环直流调速系统的电路原理图2-1所示。图21 双闭环直流调速系统电路原理图图中标出了两个调节器输入输出电压的实际极性,它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的,并考虑到运算放大器的倒相作用.还表示了两个调节器的输出都是带限幅作用的,转速调节器ASR的输出限幅电压U*im决定了电流给定电压的最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。 第二章 主电路及保护环节的设计1. 主电路的选取方案三相可控整流电路的控制量可以很大,输出电压脉动较小,易滤波,控制滞后时间短,因此在工业中几乎都是采用三相可
9、控整流电路。在电子设备中有时也会遇到功率较大的电源,例如几百瓦甚至超过1-2kw的电源,这时为了提高变压器的利用率,减小波纹系数,也常采用三相整流电路。另外由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量,为此在应用中较少。而采用三相桥式全控整流电路,可以有效的避免直流磁化作用.虽然三相桥式全控整流电路的晶闸管的数目比三相半波可控整流电路的多,但是三相桥式全控整流电路的输出电流波形变得平直,当电感足够大时,负载电流波形可以近似为一条水平线。2. 主电路元件的选择2.1 整流变压器的选择因为晶闸管整流装置所要求的交流供电电压与电网不一致,为此需要配置整流变压器.整流变压器使
10、整流主电路与电网隔离,减少了电网与整流装置的相互干扰。整流变压器根据主电路的型式、负载额定电压和额定电流,算出整流变压器二次侧相电压、一次与二次额定电流以及容量。图21 整流变压器环节2.1.1 二次相电压平时我们在计算是在理想条件下进行的,但实际上许多影响是不可忽略的。如电网电压波动、管子本身的压降以及整流变压器等效内阻造成的压降等.所以设计时应按下式计算:所以根据已知的参数及查表得:2.1.2 一次与二次额定电流及容量计算如果不计变压器的励磁电流,根据变压器磁动势平衡原理可得一次和二次电流关系式为:式中 、变压器一次和二次绕组的匝数;K变压器的匝数比。由于整流变压器流过的电流通常都是非正弦
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电力 拖动 自动控制系统 课程设计 电气工程
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【a199****6536】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【a199****6536】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。