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文檔簡介
1、安陽安陽師范學(xué)院范學(xué)院摘要直流電動機(jī)具有良好的起動、制動性能,宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速,在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。從控制的角度來看,直流調(diào)速還是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)中設(shè)置了電流檢測環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)器以及轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,構(gòu)成了電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán),前者通過電流元件的反饋作用穩(wěn)定電流,后者通過轉(zhuǎn)速檢測元件的反饋作用保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,最終消除轉(zhuǎn)速偏差,從而使系統(tǒng)達(dá)到調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速的目的。該系統(tǒng)起動時,轉(zhuǎn)速外
2、環(huán)飽和不起作用,電流內(nèi)環(huán)起主要作用,調(diào)節(jié)起動電流保持最大值,使轉(zhuǎn)速線性變化,迅速達(dá)到給定值;穩(wěn)態(tài)運行時,轉(zhuǎn)速負(fù)反饋外環(huán)起主要作用,使轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)速給定電壓的變化而變化,電流內(nèi)環(huán)跟隨轉(zhuǎn)速外環(huán)調(diào)節(jié)電機(jī)的電樞電流以平衡負(fù)載電流。并通過Simulink進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和系統(tǒng)仿真,分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的特性。關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:雙閉環(huán),晶閘管,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,電流調(diào)節(jié)器,Simulink1轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)轉(zhuǎn)速控制的要求和調(diào)速指標(biāo)在以下四項中,前兩
3、項屬于穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo),后兩項屬于動態(tài)性能指標(biāo)調(diào)速范圍D生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍,即minmaxnnD?靜差率s當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運行時,負(fù)載由理想空載增加到額定值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落,與理想空載轉(zhuǎn)速之比,稱作靜差率,即%1000???nnsnom靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化下轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。跟隨性能指標(biāo)在給定信號R(t)的作用下,系統(tǒng)輸出量C(t)的變化情況可用跟隨性能指標(biāo)來描述。具體的跟隨性能指標(biāo)有下
4、列各項:上升時間,超調(diào)量,rt?調(diào)節(jié)時間st抗擾性能指標(biāo)此項指標(biāo)表明控制系統(tǒng)抵抗擾動的能力,它由以下兩項組成:動態(tài)降落,恢復(fù)時間.%maxC?vt2調(diào)速系統(tǒng)的兩個基本矛盾調(diào)速系統(tǒng)的兩個基本矛盾在理解了本設(shè)計需滿足的各項指標(biāo)之后,我們會發(fā)現(xiàn)在權(quán)衡這些基本指標(biāo)的兩個矛盾,即(1)動態(tài)穩(wěn)定性與靜態(tài)準(zhǔn)確性對系統(tǒng)放大倍數(shù)的要求互相矛盾;安陽安陽師范學(xué)院范學(xué)院基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。3系統(tǒng)的組成及各環(huán)節(jié)介紹系統(tǒng)的組成及各環(huán)節(jié)介紹轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系
5、統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高的系統(tǒng),單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要了。為了實現(xiàn)在允許條件下的最快啟動,關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律,采用某個物理量的負(fù)反饋就可以保持該Idm量基本不變,那么,采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。所以,我們希望達(dá)到的控制:啟動過程只有電流負(fù)反饋,沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋;
6、達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋,不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器來組成系統(tǒng)。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用,可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器,分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流,即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實行嵌套(或稱串級)聯(lián)接,如圖1所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入,再把電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看,電流環(huán)在里面,稱作內(nèi)環(huán);轉(zhuǎn)速換在外邊,稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)
7、調(diào)速系統(tǒng)。圖1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖3.13.1系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理為了獲得良好的靜、動態(tài)性能,轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器,這樣組成的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖2所示。圖中ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器,ACR為電流調(diào)節(jié)器,TG表示測速發(fā)電機(jī),TA表示電流互感器,UPE是電力電子變換器。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器出入輸出電壓的實際極性,它們是按照電力電子變換器的了控制電壓UC為正電壓的情況標(biāo)出的,并考慮到運算放大器的倒相作用。圖中還標(biāo)出
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