《电力拖动与运动控制系统》课程设计------
转速电流双闭环直流调速
系统的设计
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转速电流双闭环系统设计
目录
一 设计任务 ................................................................................................................................... 3 二 设计要求 ................................................................................................................................... 3 三．设计的基本思路： ................................................................................................................... 3 四．设计过程 ................................................................................................................................... 4
1确定转速、电流反馈系数 .................................................................................................... 4 2.电流环的设计 ........................................................................................................................ 5 3.转速环的设计 ........................................................................................................................ 6 五．硬件电路图设计 ....................................................................................................................... 9
1 系统主电路图绘制 ............................................................................................................... 9 2 系统触发电路图 ................................................................................................................... 9 3 电流环电路 ......................................................................................................................... 12 4.转速环电路： ...................................................................................................................... 13 4.控制电路总体电路图 .......................................................................................................... 14 六．心得体会： ............................................................................................................................. 15 七 参考资料 ............................................................................................................................... 15
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转速电流双闭环系统设计
一 设计任务
设计一转速、电流双闭环直流调速系统，采用他励直流电动机、晶闸管三相全控桥式整流电路，其数据如下：
直流电动机：PN=60KW，UN=220V，IN=305A，Nn=1000r/min； 晶闸管整流触发装置的放大系数 Ks=30 电磁时间常数：T1=0.012S; 机电时间常数：Tm=0.12s;
反馈滤波时间常数：Toi=0.0025s,Ton=0.014s; 额定转速时的给定电压：Unm=10V; 调节器饱和输出电压：10V； 系统调速范围：D=20；
系统的静、动态性能指标：无静差，电流超调量?i?5%，启动到额定转速时的超调量??10%
二 设计要求
1．确定转速、电流反馈系数； 2．设计电流调节器；
3．用Mrmin准则设计转速环，确定转速调节器的结构和参数； 4．计算最低速启动时的转速超调量；
5．绘制系统线路图（主电路、触发电路、控制电路）。
三．设计的基本思路：
转速，电流双闭环调速系统属于多环控制系统。对电流双闭环调速系统而言，先从内环（即电流环）出发，根据电流控制要求，确定把电流环校正为那种典型系统。按照调节对象选择调节器及其参数。设计完电流环环节之后，把它等效成一
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转速电流双闭环系统设计
个小惯性环节，作为转速环的一个组成部分。然后用同样的方法进行转速环的设计，每个环的设计都是把该环校正为一个典型系统，以获得预期的性能指标。目前的V-M调速系统多为带电流内环的速度控制系统。双闭环调速系统的动态结构图如下：
四．设计过程
根据双闭环系统的结构图和题目的要求及相关的知识，我们可以进行有关的计算，具体如下：
1确定转速、电流反馈系数
（1）电机的电枢回路电阻Ra Ra?1UNIN?PN1220?305?60000????0.0382? 2222IN305（2）电势常数Ce
Ce?UN?INRa220?305?0.0382??0.2083V?r?1?min
nN1000（3）三相桥式晶闸管整流装置的滞后时间Ts TS?11??0.0017s 2mf2?6?50（4）电流反馈系数?
设最大允许电流Idm?1.5IN，则电流反馈系数为
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??Uim10??0.0219V/A Idm1.5?305 （5）转速反馈系数? ??Unm10??0.01V?r?1?min? nN10002.电流环的设计
（1）电流环小时间常数
T?i?Toi?Ts?0.0025?0.0017?0.0042s （2）电流调节器结构的选择 根据设计要求，?i?5%，且
T10.012??2.9?10 T?i0.0042因此可按典I系统设计，且选用PI调节器，其传递函数为
WACR(s)?Ki?is?1 ?is（3）确定电流调节器参数
ACR超前时间常数： ?i?T1?0.012s
电流环开环放大系数KI：要求?i?5%时，应按二阶“最佳”系统设计，取
KI?11??119.05s?1 2T?i2?0.0042从而，ACR的比例系数为
Ki?KI?iR0.012?(0.0382?0.1)?119.05??0.3 ?KS0.0219?30（4）校验近似条件
电流环截止频率：?ci?KI?119.05s?1 晶闸管装置传递函数近似条件
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转速电流双闭环直流调速系统的设计
