直流双闭环调速系统设计与仿真.doc

目录

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第一篇直流调速系统的设计及仿真

1系统方案选择和总体结构设计

.

2控制电路的设计与计算

3主电路设计与参数计算

3.2.2一次、二次相电流I1、I2的计算

4触发电路的选择

触发电路的选择

5双闭环励磁设计和校验

6转速、电流双闭环直流调速系统的电气总图

7直流系统MATLAB仿真

7.1系统的建模与参数设置

7.2系统仿真结果的输出

第二篇交流调压调速系统的建模与仿真

8交流调压调速系统的原理及特性

8.1异步电动机改变电压时的机械特性

8.2闭环控制的变压调速系统及其静特性

8.3闭环变压调速系统的近似动态结构框图

9交流调压调速系统的Matlab仿真

9.1交流调压调速系统的建模

9.2交流调压调速系统的仿真

总结

参考文献

摘要

转电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。具有调速范围广、精度高、性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。20世纪70年代初出现了交流电动机的矢量控制原理，为高性能交流控制奠定了理论根底，实现像直流电动机那样的对磁场和转矩的解耦控制。矢量控制理论的提出和成功应用，开创了用交流调速系统代替直流调速系统的时代。80年代掀起了交流调速热，矢量控制理论进一步完善和开展，一些新的控制策略和方法相继提出并被采用，例如“直接转矩控制”就是80年代中期提出的又一交流调速控制技术，直接转矩控制利用观察电动机的电磁转矩和宽一子磁链，不需在进行复杂的坐标变换，采用闭环控制，直接控制电磁转矩和定子磁链，系统更加简单，控制更加直接，受到各国学者的重视。

第一篇直流调速系统的设计及仿真

1系统方案选择和总体结构设计

EQEQ

本次设计选用的电动机型号Z2-92型，其具体参数如下表1-1所示

表1-1Z2-92型电动机具体参数

电动机

型号

PN(KW)

UN(V)

IN(A)

NN(r/min)

Ra(Ω)

GDa2〔Nm2〕

P极对数

Z2-92

67

230

291

1450

1

EQ〔一〕电动机供电方案的选择

变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变EQEQEQEQEQ，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。

〔二〕调速方案的选择

由vmin/r,

当电流连续时，系统额定速降为:

r/min,.

开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率:

，大大超过了S≤5%.

假设D=10，S≤5%.，那么，故开环调速系统无能为力，需采用反应控制的闭环调速系统。

因调速要求较高，应选用转速负反应调速系统，采用电流截止负反应进行限流保护，出现故障电流时由过流继电器切断主电路电源。为使线路简单，工作可靠，装载体积小，宜用KJ004组成的六脉冲集成触发器。

该系统采用减压调速方案，故励磁应保持恒定。采用三相全控桥式整流电路供电。

对于双闭环调速系统，可近似在电机最大电流〔转矩〕受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流〔转矩〕受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和