变压器调速是直流调速系统用

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1、第一章系统方案选择与总体设计1.1调速方案的选择调速方式的优劣直接关系到调速的质量。根据电机的型号及参数选择最优方案，以确保系统能够正常，稳定的运行。木系统采用育•流双闭环调速系统，使系统达到稳态无静差，调速范围0-1500r/min,电流过载倍数为1.5倍，速度控制精度为0.1%（额定转速时）。1、系统控制对象的确定本次设计选用直流电动机的额定参数Pn=llKW、Un=230V、In=47.8A.nn=1450r/min,电枢回路点数绕组电感La=2.8mH,电流过载倍数九=1.5.电枢回路总电阻可取为R=Ra+Rrec=1.8Q,系统机电时间常数Tm=0.2015s,电磁时间常数T

2、l=0.00278s,电动势系数Ce=0.129V*min/ro2、电动机供电方案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，用交流电动机和直流发电机成机组，以获得可调的直流电压。只用于调速要求不高，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。用静止的可控整流器，例如，品闸管可控整流器，已获得可调直流静止可控整流器又称V・M系电压。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Ud,从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高

3、系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM,用很定育•流或不可控整流电源供电，利用宜流斩波器和脉宽调制交换器产生可变的平均电压。与V・M系统相比，PWM系统在很多方面有较大的优越性：1）主电路简单，需要的功率器件少：2）开端频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较少；3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右:4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强：5）功率开关期间工作在开关状态，通道损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率高；6）育流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流高。本设计应脉宽调速要求，采

4、用直流PWM调速系统。3、晶体管PWM功率放大器方案选择方案一：电机控制方式，这种控制方式的特点是在一个开关周期内两只功率管以较高的开关频率互补开关，保证可以得到理想的正弦输岀电压:另两只功率管以较低的输出电压基波频率工作，从而在很大程度上减小了开关损耗。但又不是固定其屮一个桥臂始终为低频（输出基频），另一个桥臂始终为高频（载波频率），而是每半个输岀电压周期切换工作，即同一个桥臂在前半个周期工作在低频。而在后半周泽工作在高频，这样可以是两个桥僭的功率管工作状态均衡，对于选用同样的功率管时，使其使用寿命均衡，对增加可靠性有利。方案二：有记性调制方式的特点是4个功率管都工作在较高频率（载波

5、频率），双极性控制的桥式可逆PWM变换器有以下优点：1）电流一定连续；2）可使点击在四象限运行；3）电机停止时有微振电流，可以消除静摩擦死区；4）低速平稳性好，系统的调速范围可达1:20000左右；5）低速时，毎个开关器件的驱动脉冲仍较宽，有利于期间的可靠导。本设计选用双极性控制的桥式可逆PWM变换器。1.2双闭环直流调速系统电路原理随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用PI调节器的单闭环调速系统既能实现转速的无静差调节，又能较快的动态响应只能满足一般生产机械的调速要求。为哦了提高生产率，要求尽量缩短起动、制动、反转过渡过程的时间，最好最大可能加速起动，达到稳态转速后，又让电流立即降

6、低，进入转矩与负载相平衡的稳态运行。要实现上诉书要求，其唯一的途径就是采用电流负反馈控制方法，即采用速度、电流双闭环的调速系统来实现。在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量，从而在调速系统中设置了转速和电流两个调节器，形成转速、电流双闭环调速控制。双闭环调速控制系统中采用了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间是实现串级连接。图仁2为转速、电流双闭环直流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制将闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。两个调节器输出都带有限幅，ASR的输出限幅什Uim决定了电流

7、调节器ACR的给定电压最大值Uim,对就电机的最大电流；电流调节器ACR输出限幅电压Ucm限制了整流器输出最大电压值，限最小触发角a。JpJ7A图1.1双闭环直流调速系统电路原理图1.3双闭环直流调速系统动态数学模型双闭环直流调速系统动态结构图如图1・1.1所示。途中Wasr⑸和比佯⑸分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。如果采用PI调节器，则有W®(s)=KnS$+l为了引出电流反馈，在电动机的动态框图中必须把电枢电流厶显露出来。-Idl