电力拖动自动控制系统课程设计(3)

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1、 1 1 1 已知条件及控制对象的基本参数：已知条件及控制对象的基本参数： 1)技术数据： 直流电动机：PN=3KW , UN=220V , IN=17.5A , nN=1500r/min , Ra=1.25 堵转电流 Idbl=2IN , 截止电流 Idcr=1.5IN ，GD 2=3.53N.m2 三相全控整流装置：Ks=40 , Rrec=1. 3 平波电抗器：RL=0. 3 电枢回路总电阻 R=2.85 ，总电感 L=200mH , 电动势系数： (Ce= 0.132V.min/r) 系统主电路：(Tm=0.16s ，Tl=0.07s) 滤波时间常数：Toi=0.002s , Ton=

2、0.01s, 其他参数：Unm *=10V , U im *=10V , U cm=10V ，i5% , n10 2)技术指标 稳态指标：无静差（静差率 s10%, 调速范围 D20 ） 动态指标：转速超调量n10%，电流超调量i5%，动态速降n10%， 调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts0.5s。 3) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系 统的组成，画出系统组成的原理框图 。 4) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子 器件、平波电抗器与保护电路等） 。 5) 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定 ASR 调节器 与

3、ACR 调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动 态性能指标的要求 。 2 2 2 双闭环调速系统的总体设计双闭环调速系统的总体设计 改变电枢两端的电压能使电动机改变转向。 尽管电枢反接需要较大容量的晶 闸管装置，但是它反向过程快，由于晶闸管的单向导电性，需要可逆运行时经常 采用两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路，电动机正转时，由正组晶闸管 装置 VF 供电；反转时，由反组晶闸管装置 VR 供电。如图 1 所示两组晶闸管分别 由两套触发装置控制，可以做到互不干扰，都能灵活地控制电动机的可逆运行， 所以本设计采用两组晶闸管反并联的方式。并且采用三相桥式整流。虽然两组晶 闸

4、管反并联的可逆 V-M 系统解决了电动机的正、反转运行的问题，但是两组装置 的整流电压同时出现， 便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路 电流，称作环流，一般地说，这样的环流对负载无益，只会加重晶闸管和变压 器的负担， 消耗功率。 环流太大时会导致晶闸管损坏， 因此应该予以抑制或消除。 为了防止产生直流平均环流，应该在正组处于整流状态、Udof 为正时，强迫让 反组处于逆变状态、使 Udor 为负，且幅值与 Udof 相等，使逆变电压 Udor 把整 流电压 Udof 顶住，则直流平均环流为零。于是 dofdor UU 又由于 rdodor fdodof UU UU cos cos max max 其中， rf 和分别为 VF 和 VR 的控制角。由于两组晶闸管装置相同，两组 的最大输出电压 maxdo U是一样的，因此，当直流平均环流为零时，应有 180 coscos rf fr 如果反组的控制角用逆变角 r 表示，则 rf 按照这样控制就可以消 除环流。 3 图