1、电力拖动课程设计报告 1 电力拖动课程设计报告电力拖动课程设计报告 组别：电组别：电 XX班第班第 XX组组 姓名：姓名： XXX 学号：学号： XXXXX 同组成员：同组成员：XXX,XXX,XXX,XXX 2010 年年 12 月月 电力拖动课程设计报告 2 目录 1.引言 . 1 1.1 双闭环系统核心 1 1.2 双闭环系统结构 2 1.3 双闭环系统理论基础 . 2 2.设计题目及要求： 3 2.1 基本数据 3 2.2 具体设计要求及指标 . 3 3.设计原理 4 3.1. 转速电流双闭环系统的组成 4 3.2. 各主要环节及原理 4 3.2.1 ACR(电流调节器) . 4 3.
2、2.2 ASR(转速调节器) . 5 3.2.3 V-M 系统 6 3.2.4 限幅环节 . 6 3.2.5 检测环节 . 7 4.设计过程及参数整定. 8 4.1 控制对象固有参数计算 . 8 4.2 ACR 设计及参数计算 . 8 4.2.1 电流环结构图的简化 8 4.2.2 电流调节器结构的选择 9 4.2.3 电流调节器的参数计算 9 4.2.4 电流调节器的实现 . 10 4.3 ASR 设计及参数计算 . 10 4.3.1 电流环的等效闭环传递函数 . 10 4.3.2 转速调节器结构的选择 10 4.3.3 转速调节器参数的选择 .11 4.3.4 转速调节器的实现 . 12
3、4.4 校验近似条件. 12 4.5 性能指标校验 . 13 5.系统仿真 13 6.转速超调的抑制转速微分负反馈的引入 15 6.1 问题的提出 . 15 6.2 带转速微分负反馈双闭环系统的基本原理 . 15 6.3 转速微分反馈参数的工程设计方法 16 6.4 带转速微分负反馈双闭环调速系统抗扰性能 17 6.5 小结 . 19 7 结论及心得体会 20 参考文献 21 电力拖动课程设计报告 1 1.引言 在许多应用场合，为了充分发挥生产机械的效能，提高生产率，速度控制系 统经常处于起动、制动、反转以及突加负载等过渡过程中。所以要求速度控制系 统有较好的动态性能。 对高性能动、静态的速度
4、控制系统的要求是具有快速跟随特性（起制动） 、 较好的抗干扰特性和高可靠性（可瞬态过载但不过电流） 。对比电流截止负反馈 调速系统讨论为什么要引入转速、电流双闭环调速系统转速、电流双闭环调速系统。 1.1 双闭环系统核心 双闭环系统的设计核心就是设计设计转矩控制环转矩控制环以获得高性能的转速动态响应。以获得高性能的转速动态响应。 由机械子系统表达式可知,如果要调节转速最为有效的办法是调节电枢电流 也就是电磁转矩。 所以要获得转速的高性能动态响应,首先要做好电磁转矩(电枢 电流)的控制,即需要构造转矩控制环（torque control） ，也就是电流环。 以起动为例，如果系统中有电流控制环，则
5、在过渡过程中可以始终保持电流 （转矩）为允许的最大值 Idm，使拖动系统尽可能用最大的加速度起动；而在电 动机起动到稳态转速后，电流控制环又让电流（转矩）立即降下来，使转矩与负 载转矩相平衡，从而进入稳态运行。这样的理想起动过程如下图图 b b）所示，起动 电流呈方波形，转速是线性增长的。这种在最大电流（转矩）受限制条件下调速 系统能得到最快启动过程的控制策略称为“最短时间控制”“最短时间控制” 。 图图 1 1 电机起动过程比较图电机起动过程比较图 电力拖动课程设计报告 2 1.2 双闭环系统结构 双闭环系统采用两级串联校正两级串联校正以使系统完成不同的控制目标。为了达到“通 过调节电磁转矩
6、来调节转速” 的目的， 必须在速度闭环的基础上增设电流 （转矩） 闭环。采用两级串联校正（cascade compensation）的方法，将两种不同作用的 反馈分开控制。这里速度调节器（ASR，adjustable speed regulator）的输出 就是为了消除速度误差所需要的电磁转矩指令。然后设置电流调节器（ACR， adjustable current regulator）构成电流闭环跟随电流指令。这样，两个闭环 及其各自的调节器就可以分别完成上述不同的控制目标。 转速调节器和电流（转矩）调节器的作用可以归纳如下： （1）转速调节器的作用： 1.使电动机转速 n 跟随给定电压 UnUn * *变化，保证输出转速稳态无静差。 2.对负载扰动起到抑制（抗扰）作用。 3.其输出限幅（饱和）值决定允许的最大电流 U Uimim * *。该值决定了最大输出转 矩、与电流环一起实现下述的第 3、4 条作用。 （2）电流（转矩）调节器的作用： 1.在转速调节过程中，使电流 I Id d快速跟随其给定电压 U Ui i * *变化。 2.对电网电压等扰动及时
