转速电流双闭环直流调速系统_课程设计

由天下分享时间：2025/1/28 19:13:23 加入收藏我要投稿点赞

RiUi*Ro/2Ro/2CoiUe-βIdRo/2Ro/2RbalCoi

图2-1 电流调节器原理图

（二）转速调节器设计

1.确定时间常数。

（1）电流环等效时间常数1/KI：已取KITΣi=，故1/KI=2×=。

（2）转速滤波时间常数Ton：根据所用测速发电机纹波情况，取Ton=。（3）转速小时间常数TΣn：按小时间常数近似处理，取TΣn=1/KI+Ton=+=。 2.选择转速调节器结构。

（1）确定系统型式及其传递函数：按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为

WASR(s)?Kn(?ns?1)

?ns3.计算转速调节器参数。

按跟随和抗扰性能都较好的原则，取h=5，则（1）ASR的超前时间常数为：τn=hTΣn=5×=。

（2）转速环开环增益为：KN=（h+1）/2h2TΣn2=6/2×52×≈。又转速反馈系数α=Un*/nN=10/1500=rpm，则

（3）ASR比例系数为：Kn=（h+1）βCeTm/2hαRTΣn=6×××2×5×××=。 4.校验近似条件。

（1）转速截止频率：ωci=KN/ω1=KNτn=×=。故（2）校验电流环传递函数简化条件：（1/3）√（KI/TΣi）=（1/3）√（）=>ωcn。满足简化条件。

（3）校验转速环小时间常数近似处理条件：（1/3）/√（KI/Ton）=（1/3）/√（）=>ωcn。满足近似条件。

5.计算调节器电阻和电容。

转速调节器原理图如图2-2所示。取R0=40Ω。则 Rn=KnR0=×40=756Ω Cn=τn/Rn=756=μF Con=4Ton/R0=4×40=1μF

RnUn*Ro/2Ro/2ConUi*αnRo/2Ro/2RbalCon

图2-2 转速调节器原理图

6.校核转速超调量。

当h=5时，查附表2-3，得σn=%，不能满足设计要求。实际上，由于附表2-3是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。

设理想空载启动时z=0，当h=5时，查附表2-4得△Cmax/Cb=%，则σn=2×%××（（12×）/1500）×（）=%<10%。能满足设计要求。

第三章触发器设计

本设计采用集成触发器。三个KJ004集成块和一个KJ401集成块，即可形成六路双脉冲，再由留个晶体管进行脉冲放大，即构成完整的三相全控桥整流电路的集成触发电路。如图3-1所示。

第四章反馈环节、保护电路及其它电路设计

（一）反馈环节设计

4.1.1转速反馈环节设计

转速检测电路的主要作用是将转速信号变换为与转速称正比的电压信号，滤除交流分量，为系统提供满足要求的转速反馈信号。转速检测电路主要由测速发电机组成，将测速发电机与直流电动机同轴连接，测速发电机输出端即可获得与转速成正比的电压信号，经过滤波整流之后即可作为转速反馈信号反馈回系统。其原理图如图4-1所示。

UdU直流测速发电机Rn转速反馈信号Un

图4-1 转速检测电路原理图

4.1.2电流反馈环节设计

电流检测电路的主要作用是获得与主电路电流成正比的电流信号，经过滤波整流后，用于控制系统中。该电路主要由电流互感器构成，将电流互感器接于主电路中，在输出端即可获得与主电路电流成正比的电流信号，起到电气隔离的作用。其电路原理图如图4-2所示。

电流互感器组整流晶闸管组滤波电容Ri至电流反馈端

图4-2 电流检测电路原理图

（二）保护电路设计

本设计主要考虑晶闸管的保护。如图4-3所示。

晶闸管阻容保护组快速熔断器组Ud

图4-3 晶闸管保护电路图

4.2.1过电流保护电路设计

本设计采用快速熔断器安装于交流侧的过电流保护方案。考虑在整流变压器二次侧每一相上各安装一个快速熔断器。由前面的计算选型可知，晶闸管的最大工作电压为URM=800V。故选取快速熔断器额定电压为UFN≥URM/2=400V。