转速电流双闭环直流调速系统的设计

转速电流双闭环系统设计

?ci?1 3TS

11??196.1s?1??ci 3TS3?0.0017满足近似条件。 小时间常数近似条件 ?ci?11

3TsToi1111???161.69s?1??ci

3TsToi30.0017?0.0025 满足近似条件。

忽略反电势对电流环影响的条件 ?ci?31 TmT1311?3??79.06s?1??ci TmT10.12?0.012（5）计算调节器电阻电容

按所运用运算放大器取R0?20k?，则 Ri?KiR0?0.3?20?2k? 由?i?RiCi有 Ci??iRi?0.0126?10?2?F 36?10由Toi? Coi?1R0Coi得 44Toi4?0.0025??0.5?F R020?1033.转速环的设计

（1）转速环小时间常数

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T?n?2T?i?Ton?2?0.0042?0.014?0.0224s （2）选择转速调节器结构

根据稳态、动态性能指标的要求，应按典I系统设计转速环，为此应选用PI调节器，其传递函数为 WACR(s)?Kn?ns?1 ?ns（3）选择转速调节器参数

为了使转速环的跟随性能和抗扰性能都较好，应采用Mrmin准则选择参数，

且取h=5，因此ASR的超前时间常数为 ?n?hT?n?5?0.0224?0.112s 转速环开环放大系数为 KN?h?15?1??239 22222hT?n2?5?0.0224从而，转速调节器比例系数为

Kn?KN?n?CeTm(h?1)?CeTm(5?1)?0.0219?0.2083?0.12???11?R2hT?n?R2?5?5?0.0224?0.01?(0.0382?0.1)（4）校验近似条件 转速环截止频率 ?cn?KN?1?KN?n?239?0.112?26.77s?1

电流环传递函数简化条件 ?cn?1 5T?i 而

11??47.62s?1??cn 5T?i5?0.0042满足近似条件。 小时间常数近似处理条件

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?cn?11

32T?iTon

1111???30.74s?1??cn

32T?iTon32?0.0042?0.014满足近似条件。

（5）计算转速调节器电阻和电容 取输入电阻R0?20k?，则 Rn?KnR0?11?20?220k? Cn??nRn?0.1126?10?0.51?F 3220?10 Con?4Ton4?0.014??106?2.8?F 3R020?10(6)校核转速超调量 因为当h=5时

?Cmax%?81.2% CbR?RR0.0382?0.1IN?aIN??305?202r/min CeCe0.2083?CmaxI?IL?nNT?n%)?2dm?? CbINnsTm 而 ?nN? 所以?%?( ?81.2%?2?1.5?305?02020.0224???9.2%?10%

30510000.12 可见，所设计的系统能满足设计要求。 必须注意：因为31?79.06s?1??cn(?cn?26.77s?1)，对转速环来说，TmT1忽略反电势的条件并不成立，所以转速超调量将比上面的计算值更小，更能满足设计要求。

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五．硬件电路图设计

1 系统主电路图绘制

系统采用三相桥式全控整流电路。如下图所示：

图 系统主电路连接示意图 说明： 该桥式全控整流电路有如下特点：

（1）三相桥式全控整流电路必须有两只晶闸管同时导通才能构成电流回路，其中一只在共阴组，另外一只在共阳组，而且这两只导通的管子不在同一相内。因此，负载电压是两相电压之差，即线电压，一个周期内有六次脉动，它为线电压的包络线。

（2）晶闸管在一个周期内导通120°，关断240°，管子换流只在本组内进行，每隔120°换流一次。

（3）出发脉冲需宽脉冲或双窄脉冲，共阴极组及共阳极组内各管脉冲相位差为120°，接在同一相的不同管子脉冲相位差为180°。晶闸管按顺序轮流导通，相邻顺序管子脉冲相位差为60°，即每隔60°换流一次。

（4）晶闸管承受的最大反向电压为变压器二次侧线电压的电压峰值。

2 系统触发电路图

在中、大容量的变流器中广泛应用晶闸管组成的触发电路或集成化的触发电路，下图所示为同步信号是锯齿波的触发电路，电路由脉冲形成及放大、锯齿波

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形成和脉冲移相、同步三个环节组成。同步信号为锯齿波的触发电路主电路图具体连接图如下：

图 同步信号为锯齿波的触发电路主电路图

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