电力拖动自动控制系统课程设计--双闭环直流调速与仿真

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1、课 程 设 计 任 务 书 学院学院 信息工程学院信息工程学院 班班 级级 11 自动化自动化 2 姓姓 名名 设设 计计 起起 止止 日日 期期 2014.6.232014.6.27 设计题目：设计题目：双闭环直流调速与仿真双闭环直流调速与仿真 设计任务（主要技术参数） ：设计任务（主要技术参数） ： 电动机参数为： nom p=3kW， nom U=220V， nom I=17.5A， nom n=1500r/min， 电枢回路总电阻R=1.25， 2 G D=3.53 2 Nm。Ks40， rec R=1.3。平 波 电 抗 器 电 阻 L R=0.3。 整 流 回 路 总 电 感 L=

2、200mH 。 Ce 0.132V.min/r,0.002 oi Ts， on T =0.01s, Tm=0.16s, Tl=0.07。 设计指标：电流超调量i%5%，空载起动到额定转速时的转速 超调量 n 10%，空载起动到额定转速的过渡过程时间 t s 0.5。 指导教师评语：指导教师评语： 成绩：成绩： 签字：签字： 年年 月月 日日 课程设计说明书 NO.1 双闭环直流调速与仿真双闭环直流调速与仿真 课程设计说明书 NO.2 目 录 1、前言.3 2、设计方案论证.4 3、系统仿真.7 4、心得体会.9 5、参考文献.10 课程设计说明书 NO.3 1.前言前言 直流电动机拖动控制系统

3、在许多需要调速或快速正反向的电力 拖动领域中得到了广泛的应用。这主要由于直流电机具有良好的起，制动 性能，宜于在大范围内平滑调速，并且直流拖动控制系统在理论上和实践 上都比较成熟，从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。 由于要对电机进行稳定的转速控制，双闭环直流调速系统是现今在工 业生产中应用最广泛的调速装置。该装置转速控制稳定，抗干扰能力强但 由于直流系统的本身缺陷为得到较大的调速范围自动控制的直流调速系统 往往采用变压调速为主。而在变压整流装置中应用最广的是三相全控桥式 整流。这是用于三相全控桥式整流器输出直流电流的谐波小，脉动电流小， 电流连续性好，往往只需要平波电抗器就可以输

4、出稳定直流。可保证电机 稳定运行不会有较大的脉动转矩，不仅保证了拖动系统的稳定同时对直流 电机的损耗也小。本设计主要根据直流电机参数确定变压器，整流电路的 相关参数，并且按照控制要求设计双闭环控制系统的结构及参数。 课程设计说明书 NO.4 2 2、设计方案论证、设计方案论证 2.1.2.1.设计要求设计要求 （1）已知电动机参数为： nom p=3kW， nom U=220V， nom I=17.5A， nom n=1500r/min，电枢回路总电阻R=1.25， 2 G D=3.53 2 Nm。采用三相全 控桥式电路， Ks40，整流装置内阻 rec R=1.3。平波电抗器电阻 L R=0

5、.3。 整流回路总电感 L=200mH。电动势系数 Ce0.132V.min/r,0.002 oi Ts， on T =0.01s, Tm=0.16s, Tl=0.07s （2）这里暂不考虑稳定性问题，设 ASR 和 ACR 均采用 PI 调节器，ASR 限 幅输出 im U =10V， ACR 限幅输出 ctm U=10V，最大给定 nm U =10V，调速范围 D=20， 静差率 s=10%，堵转电流 dbl I=2 nom I， 临界截止电流 dcr I=1.5 nom I。 （3）设计指标：电流超调量i%5%，空载起动到额定转速时的转速超调 量 n 10%，空载起动到额定转速的过渡过程时间 t s 0.5。 2.2.2.2.具体设计方法具体设计方法 2.2.1. 主电路电气原理图 系统组成及工作原理为了实现转速和电流两者负反馈分别起作用，双 闭环系统中设置了两个调节器， 即转速调节器（ASR）和电流调节器 （ACR） ， 分别调节转速和电流，两者实行串级连接，且都带有输出限幅电路，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；转速环在外面 课程设计说明书 NO.5 称作外环。以保证电动机的转速准确跟随给定电压, 把由电流