直流调速系统报告

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1、宁德师范学院电气工程实践报告实习项目：转速电流双闭环调速系统系另U：物理与电气工程系专业：电气工程及其自动化学号：B2013052244姓名：指导老师：日期：2014年12月5日主要内容：此设计利用晶闸管、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环育•流调速系统。该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器,构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。该系统起动时，转速外环饱和不起

2、作用，电流内环起主要作用,调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值;稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。1弓I言32设计任务及要求32.1设计任务32.2设计要求43方案论证及系统43」方案论证43.2系统设计53.2.1电流调节器设计53.2.1.1确定时间常数53.2.1.2选择电流调节器结构53.2.1.3计算电流调节器参数63.2.1.4校验近似条件63.2.1.5计算调节器电阻和电容63.2.2速

3、度调节器设计73.2.2.1确定吋间常数73.2.2.2选择转速调节器结构73.2.2.3计算转速调节器参数73.2.2.4校验近似条件73.2.2.5计算调节器电阻和电容83.2.2.6校核转速超调量84系统建模及仿真实验84.1MATLAB仿真软件介绍84.2仿真建模及实验9421仿真建模9422仿真波形分析115总结与体会12转速电流双闭环调速系统1引言三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用己久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动

4、完成了一次大的跃进。同时，控制电路己经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。从机械特性上看，就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。在单闭环调速系统中，电网电

5、压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善因此，在双闭环系统中，由电网电压波动引起的转速动态变化会比单闭环系统小得多。2设计任务及要求2.1设计任务设计一个双闭环直流调速系统，要求利用晶闸管供电，整流装置采用三相桥式电路。直流电动机：•额定功率29.92KW,额定电压220V,额定电流136A,•额定转速1460r/m,G

6、二0」32Vmin/r,•允许过载倍数2=1.5。•晶闸管装置放大系数：Ks=40•电枢回路总电阻：R二1Q•时间常数：机电时间常数％=0.18s,电磁时间常数T/=0.03s•电流反馈系数：/?=0.05V/A•转速反馈系数：=0.007vmin/r•转速反馈滤波时间常数：Ton=0.005s,Tm=0.005s•总飞轮力矩：GD=2.5N.m•h=52.2设计要求（1）调速范围D二10,静差率<5%；稳态无静差，电流超调量^.<5%,电流脉动系数Sz<10%；启动到额定转速时的转速退饱和超调量cth<10

7、%o（2）系统具有过流、过压、过载和缺相保护。（3）触发脉冲有故障封锁能力。（4）对拖动系统设置给定积分器。3方案论证及系统3.1方案论证按照设计多环控制系统先内环后外环的一般原则，从内环开始，逐步向外扩展设计原则（本课题设计先设计电流内环，后设计转速外环）。在双闭环系统中应该首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作转速调节系统中的一个内环节，再设计转速调节器。这样的系统能够实现良好的静态和稳态性能，结构简单，工作可靠，设计和调试方便，达到本课程设计的要求。双闭环直流调速系统的结构图如图1所示：图1双闭环直流

8、调速系统的动态结构图3.2系统设计3.2.1电流调节器设计321.1确定吋间常数(1)整流装置滞后吋间常数7；。三相电路的平均失控时间：7；=0.0017s(3-1)(2)电流滤波时间常数血。血二0.005s(3-2)(3)电流环小时间常数Z和鸟汀按小时间常数近似处理，取为：7；.=7；+7；h=0.0067s(3-3)3.2.1.2选择电流调节器结构根据设计要求6^5%,并保证稳态电流无差，可按典