变压变频开环调速系统设计-交流调速系统

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1、变压变频开环调速系统设计■交流调速系统变压变频开环调速系统设计■交流调速系统1、输入侧的额定数据额定电压380V,允许波动+10%,额定频率f=50H乙相数为三和。2、输出侧的额定数据额定电压380V（指输出最人线电压）额定电流40A（指长时间输出的最人线电流）额定容量SN=32kVA过载能力电流120%,时间1.5分钟（指输出电流允许超过额定电流的倍数和时间）3、输出频率指标设定频率范围2HZ-120HZ1,给出电流源型变压变频开环控制的变频调速控制系统设计的原理图。2,主电路设计。包括整流，逆变电路及开关管额定电压/电流计算。控制方案设计及原理介绍

2、。包括：3,速度调节器，电流调节器的PI算法及程序框图，4,其它有关部分的设计。5,系统的数学模型6,对系统原理做总体说明介绍。7,按照学院课程设计要求，撰写课程设计说明书。第1章概述11.1设计方案论证11.2概述11.3设计系统的原理图1笫2章系统的各单元电路及参数的设计42.1主电路设计42.2电压调节器、电流调节器的PI算法及程序框图设计82.3其他有关部分的设计102.4系统的数学模型13笫3章系统原理总体说明153.1系统原理的总体说明介绍15参考文献17笫一章概述L1设计方案论证电流源型逆变器频率开环调速系统的显著特点是容易实现回馈制动，

3、从而便于四彖限运行。适用于需要制动和经常止、反转的机械。此系统对负载电流变化的反应迟缓，因而适用于单台电机传动，但可以满足快速起、制动和可逆运行的要求。因为这种系统有着很高的性能价格比，因此在以节能为日的的各种用途屮和对转速精度要求不高的各种场合下得到了广泛的应用。1.2概述电流源型逆变器频率开坏调速系统的变频器有两个功率变换环节，即整流桥与逆变桥，它们分别有相应的控制冋路，为了操作方便采用一个给定来控制，并通过函数发生器,使两个冋路协调地工作。在电流源型逆变器频率开环调速系统屮，除了设置电流调节环外,仍需要设置电压闭环，以保证调压调频过程中对逆变器输

4、出电压的稳定性要求，实现恒压频比的控制方式。1.3设计系统的原理图电流源型逆变器频率开环调速系统的原理图，如图1」所示：894变压变频开环调速系统设计■交流调速系统图1.1电流源型逆变器频率开环调速系统的原理图电流源型逆变器频率开环调速系统是由电流源型变频器主电路、给定积分、函数发生器、电压调节器和电流调节器、瞬态校正环节等儿部分纟H.成的。1.电流源型变频器主电路电流源变频器主电路的屮间直流环节采用电抗器滤波，其主电路由两个功率变换环节构成，即三相桥式整流器和逆变器，它们分別有相应的控制回路，即电压控制回路及频率控制回路，分别进行调压与调频控制。2.

5、给定积分设置目的:将阶跃给定信号转变为斜坡信号，以消除阶跃给定对系统产牛的过大冲击,使系统中的电压、电流、频率和电机转速都能稳步上升和下降，以提高系统的可靠性及满足一些牛产机械的工艺要求。3.函数发生器设置目的：在变压变频调速系统中Us=f,即定子电压是定子频率的函数，函数发生器就是根据•给定积分器输出的频率信号,产生一个对应于定子电压的给定值，实现Us/=Co4.电圧调节器和电流调节器电压调节器采用PID调节器，其输出作为电流调节器的给定值。电流调节器也是采用PID调节器，根据电圧调节器输出的电流给定值与实际电流信号值的偏差，实时调整触发角，使实际电

6、流跟随给定电流。5.瞬态校正环节瞬态校止环节是一个微分环节，具有超前校止作用。设置的目的是为了在瞬态调节过程中仍使系统基本保持Us/=C的关系。第二章各单元电路及参数的设计2」主电路设计交一亘一交变频器的主电路如图2.1所示：图2.1交一直一交变频器的主电路图现说明如下：2.1.1交—直部分1.晶闸管VTH—VT61VT11—VT61组成三相整流桥，将电源的三相交流电全波整流成直流电。2.滤波电容器，其功能是：（1）滤平全波整流后的电压纹波；（2）当负载变化时，使冑流电压保持平稳。由于受到电解电容的电容量和耐压能力的限制，滤波电路通常由若干个电容器并联

7、成一组，乂由两个电容器组串联而成，如图屮的Cfl和Cf2o因为卜11解电容器的电容量冇较大的离散性，故卜11容器组Cfl和Cf2的电容量常不能完全相筹。这将使它们承受的电压Udi和Ud2不相筹。为了使Udi和Ud2相等，在Cfl和Cf2旁各并联一个阻值相等的均压电阻Rcl和Rc2o3•限流电阻与晶闸管VT当变频器刚合上电源的瞬间，滤波电容器的充电电流是很大的。过大的冲击电流将可能使三相整流桥的二极管损坏：同时，也使电源电压瞬间下降而受到“污染"，为了减小冲击电流，在变频器刚接通电源后的一段时间里，电路内申入限流电阻，其作用是将电容器的充电电流限制在允许

8、的范围以内。晶闸管VT的功能是：当充电到一定程度时，令VT接通，将短路。4.电源指示灯HLHL