版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、<p> 《交直流調(diào)速系統(tǒng)》課程設(shè)計</p><p> 學(xué) 院: 機電工程學(xué)院 </p><p> 學(xué) 號: </p><p> 專業(yè)(方向)年級: 電氣工程及其自動化2009級 </p><p> 學(xué) 生 姓
2、名: </p><p> 2012年 12月 18 日</p><p><b> 目錄</b></p><p> 一、交直流調(diào)速課程設(shè)計任務(wù)書1</p><p> 二、交直流調(diào)速課程設(shè)計說明書3</p><p> 1. 方案確定3</p
3、><p> 1.1 系統(tǒng)原理圖3</p><p> 1.2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖4</p><p> 1.3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖4</p><p> 1.4 雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖5</p><p> 2. 主電路的原理6</p><p> 2.1
4、 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形6</p><p> 2.2 橋式可逆PWM變換器的工作原理6</p><p> 2.3 PWM調(diào)速系統(tǒng)的靜特性9</p><p> 2.4 轉(zhuǎn)速檢測電路9</p><p> 2.5電流檢測電路10</p><p> 3. 主電路參數(shù)計算及元件選擇12&l
5、t;/p><p> 3.1 整流二極管選擇12</p><p> 3.2 絕緣柵雙極晶體管選擇13</p><p> 4調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計和選擇13</p><p> 4.1 電流環(huán)的設(shè)計13</p><p> 4.1.1確定時間常數(shù)14</p><p> 4.1.2 選擇電流調(diào)節(jié)
6、器結(jié)構(gòu)15</p><p> 4.1.3 選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)15</p><p> 4.1.4 檢驗近似條件16</p><p> 4.1.5 計算ACR的電阻和電容17</p><p> 4.2 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計17</p><p> 4.2.1確定時間常數(shù)17</p><p&g
7、t; 4.2.2 ASR結(jié)構(gòu)設(shè)計17</p><p> 4.2.3 選擇ASR參數(shù)17</p><p> 4.2.4 檢驗近似條件18</p><p> 4.2.5 計算ACR的電阻和電容18</p><p> 4.2.6 檢驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量19</p><p> 4.2.7 校驗過渡過程時間19&
8、lt;/p><p> 4.3反饋單元19</p><p> 4.3.1轉(zhuǎn)速檢測裝置選擇19</p><p> 5 系統(tǒng)總電路圖20</p><p><b> 三.心得體會22</b></p><p> 一、交直流調(diào)速課程設(shè)計任務(wù)書</p><p> 題目:雙
9、閉環(huán)可逆直流脈寬PWM調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b> 二、設(shè)計目的</b></p><p> 1、對先修課程(電力電子學(xué)、自動控制原理等)的進一步理解與運用</p><p> 2、運用《電力拖動控制系統(tǒng)》的理論知識設(shè)計出可行的直流調(diào)速系統(tǒng),通過建模、仿真驗證理論分析的正確性。也可以制作硬件電路。</p><p&
10、gt; 3、同時能夠加強同學(xué)們對一些常用單元電路的設(shè)計、常用集成芯片的使用以及對電阻、電容等元件的選擇等的工程訓(xùn)練。達(dá)到綜合提高學(xué)生工程設(shè)計與動手能力的目的。</p><p><b> 三、系統(tǒng)方案的確定</b></p><p> 自動控制系統(tǒng)的設(shè)計一般要經(jīng)歷從“機械負(fù)載的調(diào)速性能(動、靜)→電機參數(shù)→主電路→控制方案”(系統(tǒng)方案的確定)→“系統(tǒng)設(shè)計→仿真研究→
11、參數(shù)整定→直到理論實現(xiàn)要求→硬件設(shè)計→制版、焊接、調(diào)試”等過程,其中系統(tǒng)方案的確定至關(guān)重要。為了發(fā)揮同學(xué)們的主觀能動作用,且避免方案及結(jié)果雷同,在選定系統(tǒng)方案時,規(guī)定外的其他參數(shù)由同學(xué)自己選定。</p><p> 1、主電路采用二極管不可控整流,逆變器采用帶續(xù)流二極管的功率開關(guān)管IGBT構(gòu)成H型雙極式控制可逆PWM變換器;</p><p> 2、速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器;U
12、*nm=U*im=Ucm=10V</p><p> 3、機械負(fù)載為反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,系統(tǒng)飛輪矩(含電機及傳動機構(gòu))GD2=1.5Nm2;</p><p> 4、主電源:可以選擇三相交流380V供電,變壓器二次相電壓為52V;</p><p> 5、他勵直流電動機的參數(shù):見習(xí)題集【4-19】(P96)=1000r/min,電樞回路總電阻R=2Ω,電流過載倍數(shù)λ=
13、2。</p><p> 6、PWM裝置的放大系數(shù)KS=11;PWM裝置的延遲時間TS=0.4ms。</p><p><b> 四、設(shè)計任務(wù)</b></p><p> a)總體方案的確定;</p><p> b)主電路原理及波形分析、元件選擇、參數(shù)計算;</p><p> c)系統(tǒng)原理圖、
14、穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖、動態(tài)結(jié)構(gòu)圖、主要硬件結(jié)構(gòu)圖;</p><p> d)控制電路設(shè)計、原理分析、主要元件、參數(shù)的選擇;</p><p> e)調(diào)節(jié)器、PWM信號產(chǎn)生電路的設(shè)計;</p><p> f)檢測及反饋電路的設(shè)計與計算;</p><p> 五、課程設(shè)計報告的要求</p><p> 1、不準(zhǔn)相互抄襲或代做,一經(jīng)
15、查出,按不及格處理。</p><p> 2、報告字?jǐn)?shù):不少于8000字(含圖、公式、計算式等)。</p><p> 3、形式要求:以《福建農(nóng)林大學(xué)本科生課程設(shè)計》(工科)的規(guī)范化要求撰寫。要求文字通順、字跡工整、公式書寫規(guī)范、報告書上的圖表允許徒手畫,但必須清晰、正確且要有圖題。</p><p> 4、必須畫出系統(tǒng)總圖,總圖不準(zhǔn)徒手畫,電路圖應(yīng)清潔、正確、規(guī)范
16、。未進行具體設(shè)計的功能塊允許用框圖表示,且功能塊之間的連線允許用標(biāo)號標(biāo)注。</p><p><b> 六、參考資料</b></p><p> 1、電氣傳動控制系統(tǒng)設(shè)計指導(dǎo) 李榮生 機械工業(yè)出版社 2004.6</p><p> 2、新型電力電子變換技術(shù) 陳國呈 中國電力出版社</p>
17、<p> 3、電力拖動自動控制系統(tǒng) 陳伯時 機械工業(yè)出版社</p><p> 4、電力電子技術(shù) 王兆安 黃俊 機械工業(yè)出版社 2000.1</p><p> 二、交直流調(diào)速課程設(shè)計說明書</p><p><b> 1.方案確定</b></p><p>
18、; 主電路選用直流脈寬調(diào)速系統(tǒng),控制系統(tǒng)選用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方案。其中屬于脈寬調(diào)速系統(tǒng)特有部分主要是脈寬調(diào)制器UPM、邏輯延時環(huán)節(jié)DLD、全控型電力晶體管GD和PWM變換器。</p><p><b> 1.1 系統(tǒng)原理圖</b></p><p> 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器串極聯(lián)結(jié),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入,再用
19、電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是:用脈沖寬度調(diào)制的方法,把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列,從而可以改變平均輸出電壓的大小,以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速,達(dá)到設(shè)計要求。</p><p> 圖1 直流PWM傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 用雙閉環(huán)轉(zhuǎn)速電流調(diào)節(jié)方法,雖然相對成本較高,但保證了系統(tǒng)的可靠性能,保證了對生產(chǎn)工藝的要求的滿足,既保證了穩(wěn)態(tài)
20、后速度的穩(wěn)定,同時也兼顧了啟動時啟動電流的動態(tài)過程。在啟動過程的主要階段,只有電流負(fù)反饋,沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋,不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮主要作用,既能控制轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差調(diào)節(jié),又能控制電流使系統(tǒng)在充分利用電機過載能力的條件下獲得最佳過渡過程,很好的滿足了生產(chǎn)需求。</p><p> 1.2雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖2所示,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器
21、串極聯(lián)結(jié),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入,再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制PWM裝置。其中脈寬調(diào)制變換器的作用是:用脈沖寬度調(diào)制的方法,把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定、寬度可變的脈沖電壓序列,從而可以改變平均輸出電壓的大小,以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速,達(dá)到設(shè)計要求。</p><p> 圖2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 實際上,在正常運行時,電流調(diào)節(jié)器是不會達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此
22、,對于靜特性來說,只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。</p><p> 為了獲得近似理想的過度過程,并克服幾個信號綜合于一個調(diào)節(jié)器輸入端的缺點,最好的方法就是將被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量電流分開加以控制,用兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流,構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。所以本文選擇方案二作為設(shè)計的最終方案。</p><p> 1.3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p
23、> 圖3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 1.4雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p> 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路中的 UPE 是直流 PWM 功率變換器。系統(tǒng)的特點:雙閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)脈沖觸發(fā)、轉(zhuǎn)速給定和檢測。由軟件實現(xiàn)轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié),系統(tǒng)由主電路、檢測電路、控制電路、給定電路、顯示電路組成。如圖4為雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。&l
24、t;/p><p> 圖4 雙閉環(huán)直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p><b> 2.主電路的原理</b></p><p> 主電路由二極管整流器 UR、PWM 逆變器 UI 和中間直流電路三部分組成,一般都是電壓源型的,采用大電容 C 濾波,同時兼有無功功率交換的作用。用IGBT和一個續(xù)流二極管一起實現(xiàn)電路的逆變作用。</
25、p><p> 可逆PWM變換器主電路有多種形式,最常用的是橋式(亦稱H形)電路,如圖6為橋式可逆PWM變換器。這時電動機M兩端電壓Uab的極性隨開關(guān)器件驅(qū)動電壓極性的變化而變化,其控制方式有雙極式、單極式、受限單極式等多種,本設(shè)計用的是雙極性控制的可逆PWM變換器。雙極性控制的橋式可逆PWM變換器有電流一定連續(xù)、可使電動機在四象限運行、電動機停止時有微振電流可消除靜摩擦死區(qū)、低速平穩(wěn)性好等優(yōu)點。</p>
26、<p> 2.1 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形</p><p> 如圖5所示,這時,啟動電流成方波形,而轉(zhuǎn)速是線性增長的。這是在最大電流(轉(zhuǎn)矩)受限的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動過程。</p><p> (a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程 (b)理想快速起動過程</p><p> 圖5 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電
27、流和轉(zhuǎn)速波形</p><p> 2.2橋式可逆PWM變換器的工作原理</p><p> 脈寬調(diào)制器的作用是:用脈沖寬度調(diào)制的方法,把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定寬度可變的脈沖電壓序列,從而平均輸出電壓的大小,以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速。</p><p> 橋式可逆PWM變換器電路如圖6所示。這是電動機M兩端電壓的極性隨開關(guān)器件驅(qū)動電壓的極性變化而變化。</p&g
28、t;<p> 圖6 橋式可逆PWM變換器電路</p><p> 雙極式控制可逆PWM變換器的四個驅(qū)動電壓波形如圖7所示。</p><p> 圖7 PWM變換器的驅(qū)動電壓波形</p><p> 他們的關(guān)系是:。在一個開關(guān)周期內(nèi),當(dāng)時,晶體管、飽和導(dǎo)通而、截止,這時。當(dāng)時,、截止,但、不能立即導(dǎo)通,電樞電流經(jīng)、續(xù)流,這時。在一個周期內(nèi)正負(fù)相間,這是
29、雙極式PWM變換器的特征,其電壓、電流波形如圖7所示。電動機的正反轉(zhuǎn)體現(xiàn)在驅(qū)動電壓正、負(fù)脈沖的寬窄上。當(dāng)正脈沖較寬時,,則的平均值為正,電動機正轉(zhuǎn),當(dāng)正脈沖較窄時,則反轉(zhuǎn);如果正負(fù)脈沖相等,,平均輸出電壓為零,則電動機停止。</p><p> 雙極式控制可逆PWM變換器的輸出平均電壓為</p><p> 如果定義占空比,電壓系數(shù)</p><p> 則在雙極式可
30、逆變換器中</p><p> 調(diào)速時,的可調(diào)范圍為0~1相應(yīng)的。當(dāng)時,為正,電動機正轉(zhuǎn);當(dāng)時,為負(fù),電動機反轉(zhuǎn);當(dāng)時,,電動機停止。但電動機停止時電樞電壓并不等于零,</p><p> 而是正負(fù)脈寬相等的交變脈沖電壓,因而電流也是交變的。這個交變電流的平均值等于零,不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩,徒然增大電動機的損耗這是雙極式控制的缺點。但它也有好處,在電動機停止時仍然有高頻微震電流,從而消除了正、反
31、向時靜摩擦死區(qū),起著所謂“動力潤滑”的作用。</p><p> 雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有以下優(yōu)點:</p><p><b> 1)電流一定連續(xù)。</b></p><p> 2)可使電動機在四象限運行。</p><p> 3)電動機停止時有微震電流,能消除靜摩擦死區(qū)。</p><p&g
32、t; 4)低速平穩(wěn)性好,每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬,有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。</p><p> 2.3 PWM調(diào)速系統(tǒng)的靜特性</p><p> 圖8 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的的靜特性</p><p> 由于采用了脈寬調(diào)制,電流波形都是連續(xù)的,因而機械特性關(guān)系式比較簡單,電壓平衡方程如下</p><p><b> ?。?-3
33、)</b></p><p><b> (1-4)</b></p><p> 按電壓平衡方程求一個周期內(nèi)的平均值,即可導(dǎo)出機械特性方程式,電樞兩端在一個周期內(nèi)的電壓都是,平均電流用表示,平均轉(zhuǎn)速,而電樞電感壓降的平均值在穩(wěn)態(tài)時應(yīng)為零。于是其平均值方程可以寫成</p><p><b> (1-5)</b>&l
34、t;/p><p><b> 則機械特性方程式</b></p><p> 2.4 轉(zhuǎn)速檢測電路</p><p> 轉(zhuǎn)速檢測電路如圖9所示。與電動機同軸安裝一臺測速發(fā)電機,從而引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓,與給定電壓相比較后,得到轉(zhuǎn)速偏差電壓輸送給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。測速發(fā)電機的輸出電壓不僅表示轉(zhuǎn)速的大小,還包含轉(zhuǎn)速的方向,通過調(diào)節(jié)電位器即可改變轉(zhuǎn)
35、速反饋系數(shù)。</p><p><b> 圖9轉(zhuǎn)速檢測電路</b></p><p> 圖10 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖</p><p><b> 2.5電流檢測電路</b></p><p><b> 電流調(diào)節(jié)器</b></p><p> 系統(tǒng)對于電流反饋
36、環(huán)節(jié)的基本要求是:電流反饋信號Ui要保證10V左右。Ui信號大小取決于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸出限幅值Uim*的整定,即</p><p> Ui=Uim*=Idm=In。</p><p> 對電流反饋信號要求進行濾波,濾掉交流分量。但濾波時間常數(shù)Toi=1/4RoCoi不得過大,否則將使電流環(huán)的等效時間常數(shù)過大,限制了電流環(huán)頻帶的展寬,影響電流響應(yīng)的快速性,為抵消電流反饋通道濾波慣性的影響,
37、在電流調(diào)節(jié)器的前向通道需設(shè)置給定濾波環(huán)節(jié),并使兩者時間常數(shù)大小相等。</p><p> 電流反饋環(huán)的輸入信號是主電路的電流量,經(jīng)變化后獲得輸出為直流電壓的反饋量Ui,根據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)的組成,常用的電流反饋方式和檢測元件為霍爾效應(yīng)電流變換器。</p><p> 圖11 電流調(diào)節(jié)器原理圖</p><p> 通過霍爾傳感器測量電流的電流檢測電路原理如圖12所示。&l
38、t;/p><p> 圖12 閉環(huán)霍爾電流傳感器的工作原理</p><p> 霍爾電流傳感器的結(jié)構(gòu)如圖12所示。用一環(huán)形導(dǎo)磁材料作成磁芯,套在被測電流流過的導(dǎo)線上,將導(dǎo)線中電流感生的磁場聚集起來,在磁芯上開一氣隙,內(nèi)置一個霍爾線性器件,器件通電后,便可由它的霍爾輸出電壓得到導(dǎo)線中流通的電流。</p><p> 閉環(huán)霍爾電流傳感器主要有以下特點: <
39、/p><p> 1)可以同時測量任意波形電流,如:直流、交流、脈沖電流; </p><p> 2)副邊測量電流與原邊被測電流之間完全電氣隔離,絕緣電壓一般為2kV~12kV; </p><p> 3)電流測量范圍寬,可測量額定1mA~50kA電流; </p><p> 4)跟蹤速度di/dt>50A/μs; </p>
40、<p> 5)線性度優(yōu)于0.1%IN; </p><p> 6)響應(yīng)時間<1μs; </p><p> 7)頻率響應(yīng)0~100kHz。</p><p> 3.主電路參數(shù)計算和元件選擇</p><p> 主電路參數(shù)計算包括整流二極管計算,濾波電容計算、功率開關(guān)管 IGBT 的選擇及各種保護裝置的計算和選擇等。</
41、p><p> 3.1 整流二極管的選擇</p><p> 根據(jù)二極管的最大整流平均 和最高反向工作電壓 分別應(yīng)滿足:</p><p><b> ?。ˋ)</b></p><p><b> ?。╒)</b></p><p> 選用大功率硅整流二極管,型號和參數(shù)如下所示:&l
42、t;/p><p> 在設(shè)計主電路時,濾波電容是根據(jù)負(fù)載的情況來選擇電容C值,使RC(3~5)T/2,且有</p><p><b> ?。╒)</b></p><p> ,即C15000uF</p><p> 故此,選用型號為CD15的鋁電解電容,其額定直流電壓為400V,標(biāo)稱容量為22000uF。</p>
43、<p> 3.2 絕緣柵雙極晶體管的選擇</p><p> 最大工作電流Imax≈2Us/R=440/0.45=978(A)</p><p> 集電極-發(fā)射極反向擊穿電壓 ≥(2~3)Us=440~660v</p><p> 4.調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計和選擇</p><p> 調(diào)節(jié)器工程設(shè)計方法的基本思路</p>
44、;<p> 先選擇調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu),以確保系統(tǒng)穩(wěn)定,同時滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度。再選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù),以滿足動態(tài)性能指標(biāo)。</p><p> 設(shè)計多環(huán)控制系統(tǒng)的一般原則是:從內(nèi)環(huán)開始,一環(huán)一環(huán)地逐步向外擴展。在這里是:先從電流環(huán)人手,首先設(shè)計好電流調(diào)節(jié)器,然后把整個電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié),再設(shè)計轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。</p><p> 4.1 電流環(huán)的設(shè)計</p>
45、;<p> H型單極式PWM變換器供電的直流調(diào)速系統(tǒng),采用寬調(diào)速直流電動機。電動機技術(shù)數(shù)據(jù):額定力矩為4.9N·m,電樞電阻Ra=1.64,電樞回路總電感L=10.2mH,額定電流=6A,額定電壓=110V。調(diào)速系統(tǒng)的最小負(fù)載電流=1A,電源電壓=122V,電力晶體管集電極電阻=2.5,設(shè)==2。 =1000r/min,電樞回路總電阻R=2Ω,電流過載倍數(shù)λ=2。PWM放大系數(shù)KS=11;PWM延遲時間TS=0
46、.4ms</p><p> 如圖10為電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 圖10 電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖</p><p> 4.1.1確定時間常數(shù)</p><p> α=U*nm/n=10/1000=0.01</p><p> ?。?)脈寬調(diào)制器和PWM變換器的滯后時間常數(shù)與傳遞函數(shù)的計算</p><p
47、> 電動機的啟動電流為 </p><p> 啟動電流與額定電流比為 </p><p> 晶體管放大區(qū)的時間常數(shù)為 </p><p> 電流上升時間的計算公式為 </p><p> 式中——晶體管導(dǎo)通時的過飽和驅(qū)動系數(shù),取=2則 </p><p> 電流下降時間的計算公式為 <
48、;/p><p> 式中——晶體管截止時的負(fù)向過驅(qū)動系數(shù),取=2</p><p><b> 則 </b></p><p><b> 又</b></p><p><b> 最佳開關(guān)頻率為 </b></p><p> 開關(guān)頻率f選為4.4kHz,此開關(guān)頻
49、率已能滿足電流連續(xù)的要求。</p><p> 于是開關(guān)周期TS=0.4ms,PWM放大系數(shù)KS=11</p><p> 于是可得脈寬調(diào)制器和PWM變換器的傳遞函數(shù)為</p><p> Wpwm(S)=Ks/(Ts+1)=11/(0.0004s+1)</p><p> ?。?)電流濾波時間常數(shù) 取0.5ms</p><
50、;p> ?。?)電流環(huán)小時間常數(shù) </p><p> 4.1.2選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)</p><p> 按跟隨和抗擾性能都能較好的原則,在負(fù)載擾動點后已經(jīng)有了一個積分環(huán)節(jié),為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差,還必須在擾動作用點以前設(shè)置一個積分環(huán)節(jié),因此需要Ⅱ由設(shè)計要求,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器必須含有積分環(huán)節(jié),故按典型Ⅱ型系統(tǒng)—選用設(shè)計PI調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為</p><p>
51、4.1.3選擇電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</p><p><b> 要求時,應(yīng)取,因此</b></p><p><b> 又 </b></p><p><b> 于是</b></p><p> 4.1.4檢驗近似條件</p><p><b>
52、電流環(huán)截止頻率: </b></p><p><b> ?。?-7)</b></p><p> ?。?)晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件:</p><p><b> (3-8)</b></p><p><b> 即</b></p><p><
53、;b> (3-9)</b></p><p><b> 滿足近似條件;</b></p><p> ?。?)忽略反電動勢對電流環(huán)影響的條件:</p><p><b> ?。?-10)</b></p><p><b> 即</b></p><
54、;p><b> ?。?-11)</b></p><p><b> 滿足近似條件;</b></p><p> ?。?)小時間常數(shù)近似處理條件:</p><p><b> ?。?-12)</b></p><p><b> 即</b></p>
55、;<p><b> ?。?-13)</b></p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p> 4.1.5計算ACR的電阻和電容</p><p> 調(diào)節(jié)器輸入電阻為,各電阻和電容值計算如下</p><p> 取 (3-14)</p>&
56、lt;p> ,取 (3-15)</p><p> ,取按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)指標(biāo)為,故滿足設(shè)計要求。</p><p><b> 4.2轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計</b></p><p> 4.2.1 確定時間常數(shù)</p><p> (1)電流環(huán)等效時間常數(shù) </p>&l
57、t;p> (2)轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) </p><p> ?。?)轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理 </p><p> 4.2.2 ASR結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p> 根據(jù)穩(wěn)態(tài)無靜差及其他動態(tài)指標(biāo)要求,按典型II型系統(tǒng)設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán),ASR選用PI調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)為 </p><p> 4.2.3 選擇ASR參數(shù)&l
58、t;/p><p> 則根據(jù)跟隨性和抗干擾性能都較好的原則取,則ASR超前時間常數(shù)為</p><p><b> ?。?-18)</b></p><p><b> 轉(zhuǎn)速開環(huán)增益:</b></p><p><b> (3-19)</b></p><p>&l
59、t;b> ASR的比例系數(shù):</b></p><p> 4.2.4 校驗近似條件</p><p><b> 轉(zhuǎn)速截止頻率為:</b></p><p><b> (3-21)</b></p><p> ?。?)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件: </p><p>
60、;<b> ?。?-22)</b></p><p><b> 現(xiàn)在</b></p><p><b> ?。?-23)</b></p><p><b> 滿足簡化條件。</b></p><p> 2)小時間常數(shù)近似處理條件:</p>&l
61、t;p><b> ?。?-24)</b></p><p><b> 現(xiàn)在</b></p><p><b> ?。?-25)</b></p><p><b> 滿足近似條件。</b></p><p> 4.2.5 計算ASR電阻和電容</p
62、><p> 調(diào)節(jié)器輸入電阻 ,則</p><p> ,取1237 </p><p> =0.0137 取0.01</p><p><b> 取0.47 </b></p><p> 4.2.6 檢驗轉(zhuǎn)速超調(diào)量</p><p> 可見轉(zhuǎn)速超調(diào)量滿足要求<
63、;/p><p> 4.2.7 校驗過渡過程時間</p><p> 空載起動奧額定轉(zhuǎn)速的過渡過程時間</p><p><b> 0.5s</b></p><p><b> 可見能滿足設(shè)計要求</b></p><p><b> 4.3 反饋單元</b>
64、</p><p> 4.3.1 轉(zhuǎn)速檢測裝置選擇</p><p><b> 轉(zhuǎn)速檢測裝置選擇</b></p><p> 選測速發(fā)電機 永磁式ZYS231/110型,額定數(shù)據(jù)位。</p><p> 測速反饋電位器的選擇 考慮測速發(fā)電機輸出最高電壓時,其電流約為額定值的20%,這樣,測速發(fā)電機電樞壓降對檢測信號的線性
65、度影響較小。</p><p> 測速發(fā)電機工作最高電壓</p><p><b> 2、電流檢測單元</b></p><p> 本系統(tǒng)要求電流檢測不但要反映電樞電流的大小而且還要反映電流極性,所以選用霍爾電流傳感器。</p><p><b> 3、變壓器的選擇</b></p>&
66、lt;p><b> 變壓器容量的計算</b></p><p> 所以選擇的變壓器的規(guī)格為ZSG-800/380V/52V</p><p><b> 5系統(tǒng)總電路圖</b></p><p><b> 心得體會</b></p><p> 通過這次交直流調(diào)速課程設(shè)計的
67、任務(wù),我在很多方面都有所提高。在做任務(wù)的過程中我綜合運用本專業(yè)所學(xué)課程的理論知識進行一次交直流調(diào)速設(shè)計,這次課程是為了培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力,并且鞏固與擴充了交直流調(diào)速等課程所學(xué)的內(nèi)容。</p><p> 課程設(shè)計在很大程度上實現(xiàn)的動手與動腦,理論與實際的相互結(jié)合,很好地實現(xiàn)了從書本到實際操作的一個過渡。在這次設(shè)計過程中,我們體現(xiàn)出自己單獨設(shè)計的能力以及綜合運用知識的能力,并且從中體會到了學(xué)以致用的道理,從
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 雙閉環(huán)pwm調(diào)速課程設(shè)計--雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計
- 畢業(yè)設(shè)計--雙閉環(huán)可逆直流脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計共25頁
- 雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計共25頁
- pwm直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計
- pwm脈寬直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計
- 直流轉(zhuǎn)速閉環(huán)脈寬pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)可逆直流pwm調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 課程設(shè)計--直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計
- 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計
- 畢業(yè)設(shè)計--雙閉環(huán)可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計和仿真
- 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計
- 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計
- 課程設(shè)計--直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 電力拖動課程設(shè)計---雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計
- 畢業(yè)設(shè)計---雙閉環(huán)可逆直流pwm調(diào)速系統(tǒng)的研究
- 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(matlab仿真設(shè)計)
- 直流脈寬調(diào)速課程設(shè)計正文
評論
0/150
提交評論