双闭环设计
双闭环直流调速系统设计

一、课程设计目的在《电机与拖动》、《电力电子技术》、《伺服系统》和《电力拖动自动控制系统》课程知识的基础上,完成课程的综合性设计。
通过课程设计环节的训练,包括设计方案的论证、参数计算、系统仿真和设计报告的撰写,掌握系统综合应用项目的设计流程和方法,加深对完整项目开发的的理解和掌握,培养应用系统的设计能力,初步积累双闭环直流调速系统的设计方法,以及分析问题和解决问题的能力,并进一步拓宽专业知识面,培养实践应用技能和创新意识。
电力系统综合课程课程设计是电气工程及其自动化专业的一门专业课程,它是一次综合性的理论与实践相结合的训练,也是本专业的一次基本技能训练,其主要目的是:1、理论联系实际,掌握根据实际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法。
2、对一种典型的双闭环调速自动控制系统进行综合性分析设计,掌握各部件和整个系统的设计调试步骤、方法及操作实际系统的方法。
加强基本技能训练。
3、掌握参数变化对系统性能影响的规律,培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
4、培养分析问题、解决问题的独立工作能力,学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力。
为下学期毕业设计作准备。
5、通过设计熟练地查阅有关资料和手册。
二、课程设计内容与要求1、本课程设计的对象直流伺服电机:学生自行查找电机型号直流测速机:学生根据设计任务选择2、本课程设计的内容要求设计一个直流双闭环调速系统。
其主要内容为:1、测定综合实验中所用控制对象的参数(在实验室完成)。
2、根据给定指标设计电流调节器和转速调节器,并选择调节器参数和具体实现电路。
3、按设计结果组成系统,以满足给定指标。
4、研究参数变化对系统性能的影响。
5、在时间允许的情况下进行调试。
3、本课程设计的设计要求a.调速范围D=5~10,静差率S≤5%。
b.空载启动时电流超调σi≤5%,转速超调σn≤10%(在额定转速时)。
c.动态速降小于10%。
d.振荡次数小于2次。
比例阀双闭环设计

比例阀双闭环设计比例阀是一种调节阀,广泛应用于工业控制系统中。
双闭环设计是指在比例阀控制系统中同时采用位置闭环和流量闭环控制。
位置闭环控制是通过对比实际位置和设定位置的差异,控制比例阀的阀芯移动,从而实现对流量的调节。
位置闭环控制主要通过传感器来获取实际位置,并与设定位置进行比较,得出误差。
然后通过控制电机或液压执行器移动阀芯,使误差减小至接近于零。
位置闭环控制主要关注的是流量的精确控制,可以提供较小的流量调节范围和较高的精度。
流量闭环控制是通过对比实际流量和设定流量的差异,控制比例阀的开度,从而实现对流量的调节。
流量闭环控制主要依靠流量传感器来获取实际流量,并与设定流量进行比较,得出误差。
然后通过控制比例阀的开度,使误差减小至接近于零。
流量闭环控制主要关注的是流量的稳定控制,可以提供较大的流量调节范围和较低的误差。
在比例阀双闭环设计中,位置闭环控制和流量闭环控制相互协调,共同实现对流量的精确和稳定控制。
位置闭环控制主要负责追踪设定位置,确保位置误差较小;流量闭环控制主要负责实现设定流量,确保流量误差较小。
双闭环设计能够充分利用位置闭环控制和流量闭环控制的优点,实现更精确、更稳定的流量控制。
双闭环设计需要合理选择位置传感器和流量传感器,确保传感器的测量范围和精度满足控制要求。
另外,还需要合理设计阀芯的移动机构和比例阀的开度控制机构,确保能够实现准确的位置和开度调节。
双闭环设计还需要合理配置控制器和算法,确保能够快速、准确地响应设定位置和设定流量的变化。
总之,比例阀双闭环设计能够充分利用位置闭环控制和流量闭环控制的优点,实现更精确、更稳定的流量控制。
通过合理选择传感器、设计阀芯移动机构和比例阀的开度控制机构,以及配置合适的控制器和算法,可以实现对比例阀的精确控制,提高工业控制系统的稳定性和可靠性。
双闭环直流电机调速系统设计

双闭环直流电机调速系统设计嘿,大家好!今天咱们聊聊一个挺酷的话题:双闭环直流电机调速系统。
虽然听起来有点像外星人的科技,但是其实它就是咱们日常生活中的一些电机背后的“聪明脑袋”。
没错,电动工具、电动汽车,甚至是你家那台洗衣机,都可能用到这种技术。
别担心,我会用简单易懂的语言,把这个“高大上”的话题聊得通俗易懂,让你像喝水一样轻松明白。
1. 什么是双闭环系统?首先,咱们得搞清楚什么是双闭环系统。
你可以把它想象成一辆高科技的赛车。
车上有两个智能系统,一个负责控制车速,另一个负责检查车速是不是正好。
第一个环节,叫做“速度闭环”,就像是车里的加速器,它根据你给的油门信号来调整速度。
第二个环节,叫做“电流闭环”,就是车上的仪表盘,它会实时监控实际速度和预定速度的差异,确保车速始终如你所愿。
两个环节相互配合,就像是赛车手的左右手,协作得天衣无缝。
1.1 速度闭环的作用速度闭环系统,简单来说,就是确保电机转得刚刚好。
你可以把它想成是你的车速表,告诉你车速到底快不快。
当你设定了目标速度后,速度闭环就会一直“盯着”电机的实际速度,看是不是达到了你想要的。
要是电机转得快了或者慢了,速度闭环会发出“警报”,让电机调整到正确的速度。
就像你开车的时候,如果超速了,车上的警报器就会提醒你:“嘿,慢点!”1.2 电流闭环的作用而电流闭环呢,就是确保电机在运行时不会超负荷。
你可以把它想象成你的车载电脑,时刻监控电机的“健康状态”。
如果电机的电流过大,就像是车上的发动机超负荷一样,电流闭环会自动调整电流,防止电机“过劳”工作,保障电机的长寿命和稳定性。
这就像车上的“健康检查”,时刻关注电机的“身体状况”,让它保持在最佳状态。
2. 如何设计双闭环系统?说到设计双闭环系统,那可不是简单的“煮熟的鸭子嘴里跑”,而是要细心雕琢的“工艺品”。
设计时,你需要考虑到很多细节,就像调配一杯完美的鸡尾酒一样,必须把每个成分都搭配得恰到好处。
2.1 控制器的选择首先,你得挑选一个靠谱的控制器。
双闭环直流调速系统ACR设计

双闭环直流调速系统ACR设计双闭环直流调速系统(ACR)是一种使用两个反馈环来控制直流电机转速的系统。
其中一个环,被称为速度环(内环),用来控制电机的速度;另一个环,被称为电流环(外环),用来控制电机的电流。
ACR系统能够提供更精确的转速控制,同时能够保护电机免受过流和过载的损坏。
ACR系统的设计首先需要确定控制器的参数。
其中,内环控制器的参数包括比例增益(Kp)和积分时间(Ti);外环控制器的参数包括比例增益(Kp)和积分时间(Ti)。
这些参数需要根据实际系统的需求来选择,可以通过试验和调整来获得最佳参数。
在内环控制器中,比例增益决定了速度误差与输出调节器输入信号之间的比例关系,即输出调节器的输出值与速度误差的乘积。
积分时间决定了对速度误差的积分时间长度,即速度误差累计值。
在外环控制器中,比例增益决定了电流误差与输出调节器输入信号之间的比例关系,即输出调节器的输出值与电流误差的乘积。
积分时间决定了对电流误差的积分时间长度,即电流误差累计值。
ACR系统的设计还需要确定速度传感器和电流传感器的类型和位置。
速度传感器用于测量电机的转速,可以选择编码器、霍尔传感器等;电流传感器用于测量电机的电流,可以选择霍尔传感器、感应电流传感器等。
这些传感器需要合理安装在电机上,以确保准确测量电机的转速和电流。
在系统工作时,ACR系统通过测量电机的转速和电流,并与设定值进行比较,计算得到速度误差和电流误差。
然后,内环控制器根据速度误差来产生控制信号,控制电机的速度接近设定值;外环控制器根据电流误差来产生控制信号,控制电机的电流接近设定值。
这些控制信号通过功率放大器输出到电机,实现对电机速度和电流的控制。
ACR系统的设计需要考虑诸多因素,如电机的负载特性、速度和电流的响应时间、系统的稳定性等。
通过合理选择控制器的参数和传感器的类型和位置,采取适当的控制策略,可以实现高精度、高效率的直流电机调速系统。
系统方案框图双闭环

系统方案框图双闭环简介系统方案框图双闭环是一种系统控制方法,通过两个闭环结构协同工作来实现对系统的控制。
其中,一个闭环用于测量和反馈系统状态,另一个闭环用于生成控制信号并对系统进行控制。
这种双闭环结构能够显著提高系统的稳定性、鲁棒性和适应性。
基本原理系统方案框图双闭环的基本原理是将系统的控制过程分为两个环节,分别是测量和反馈环节以及控制环节。
在测量和反馈环节中,通过传感器对系统的状态进行测量,并将测量结果反馈给控制器。
控制器会根据反馈的系统状态进行分析和处理,以确定控制信号的生成方式和调节规律。
生成的控制信号将输入到控制环节。
在控制环节中,控制信号对系统进行控制。
这个环节可以是单一的控制器,也可以是由多个控制器组成的复杂控制系统。
控制信号通过执行器传递给系统,对系统的行为产生影响。
两个闭环结构通过反馈信号进行信息交互,实现了对系统状态的感知、分析和调节。
这种双闭环结构能够使系统快速响应外部变化,并保持系统状态的稳定性和平衡性。
设计步骤设计一个系统方案框图双闭环包含以下步骤:步骤1:确定系统的闭环结构根据系统的特点和要求,确定系统的闭环结构,包括测量和反馈环节以及控制环节。
可以采用串级闭环、并级闭环或者混合闭环等形式。
步骤2:选择合适的传感器和执行器根据系统的性质和需求,选择合适的传感器和执行器。
传感器用于对系统状态进行测量,执行器用于控制系统。
步骤3:设计测量和反馈环节根据系统的状态信息和反馈要求,设计测量和反馈环节。
确定传感器的安装位置和测量方式,设计反馈机制和信号处理算法。
步骤4:设计控制环节根据系统的控制要求和闭环结构,设计控制环节。
确定控制器的类型和参数,设计控制算法和调节规律。
步骤5:实施系统方案框图双闭环根据设计结果,实施系统方案框图双闭环。
包括传感器和执行器的安装、控制器的编程和调试等。
优点与应用系统方案框图双闭环具有以下优点:1.提高系统的稳定性:通过不断感知和调节系统状态,降低系统的不稳定性和波动性,提高系统的稳定性和可靠性。
双闭环机器人运动控制系统(课程设计)

双闭环机器人运动控制系统(课程设计)1. 引言本文档旨在设计一个双闭环机器人运动控制系统。
该系统基于双闭环反馈控制理论,在实现机器人精确控制的同时,提高系统的稳定性和鲁棒性。
2. 系统结构该双闭环机器人运动控制系统由三个主要部分组成:传感器子系统、控制器子系统和执行器子系统。
2.1 传感器子系统传感器子系统负责感知机器人当前的位置和速度。
常用的传感器包括编码器、陀螺仪和加速度计。
编码器用于测量关节位置,陀螺仪用于测量机器人的倾斜角度,加速度计用于测量机器人的线加速度。
2.2 控制器子系统控制器子系统根据传感器子系统的反馈信号,计算控制信号并发送给执行器子系统。
控制器常用的算法包括PID控制器和模型预测控制器。
PID控制器根据当前误差、误差积分和误差变化率计算控制信号,模型预测控制器基于机器人的动力学模型进行优化控制。
2.3 执行器子系统执行器子系统根据控制器子系统发送的控制信号,驱动机器人的运动。
常用的执行器包括电机和液压缸。
电机通过控制电流或电压实现位置和速度的控制,液压缸通过调节液压流量控制位置和速度。
3. 系统工作流程该双闭环机器人运动控制系统的工作流程如下:1. 传感器子系统感知机器人的位置和速度,将反馈信号发送给控制器子系统。
2. 控制器子系统根据传感器子系统的反馈信号计算控制信号,将控制信号发送给执行器子系统。
3. 执行器子系统根据控制器子系统的控制信号驱动机器人的运动。
4. 重复步骤1-3,实现机器人的精确控制。
4. 总结双闭环机器人运动控制系统是一种基于双闭环反馈控制理论的控制系统,可实现机器人的精确控制。
该系统由传感器子系统、控制器子系统和执行器子系统组成,通过传感器子系统感知机器人的位置和速度,控制器子系统计算控制信号并发送给执行器子系统,执行器子系统驱动机器人的运动。
通过该系统的设计和实现,可以提高机器人系统的稳定性和鲁棒性。
参考文献[1] 张三, 李四. (2010). 机器人运动控制理论与应用. 机械工业出版社.[2] 王五, 赵六. (2015). 机器人控制系统设计与应用. 电子工业出版社.。
双闭环不可逆直流调速系统设计

双闭环不可逆直流调速系统设计双闭环不可逆直流调速系统是一种常见的电机调速方案,在工业控制中被广泛应用。
该调速系统包含了两个闭环控制回路,分别是转速内环和电流外环。
转速内环负责控制电机的转速,电流外环负责控制电机的电流,通过合理设计控制器来提高电机的调速性能。
以下是双闭环不可逆直流调速系统的设计步骤:1.系统建模:首先根据电机的物理特性及参数,建立电机的数学模型。
常见的模型有电枢电机模型和电磁转矩模型。
根据实际需求,选择合适的模型进行建模。
2.转速内环设计:转速内环的目标是控制电机的转速,在不受外界负载扰动影响的情况下保持设定转速。
常见的转速内环控制器有PID控制器和模糊控制器。
通过调整控制器的参数,可以实现快速响应、较小的超调量和稳态误差。
3.电流外环设计:电流外环的目标是控制电机的电流,在既定转速下,保持电机的稳定工作。
电流外环通常采用PID控制器,通过调整控制器的参数,可以实现电机电流的精确控制和动态响应。
4.控制器参数整定:为了使控制系统能够良好地工作,需要对控制器的参数进行整定。
通常采用试探法或者现场试验法来确定控制器的参数,通过调整参数,使得系统具有良好的控制性能。
5.稳定性分析:在设计完成后,需要对系统进行稳定性分析,以确保系统的稳定性。
常用的方法有根轨迹法、频率响应法等。
通过稳定性分析,可以发现系统的不稳定因素,并采取相应的措施进行调整。
6.仿真和实验验证:对于设计完成的双闭环不可逆直流调速系统,可以通过仿真和实验验证来评估其性能。
利用现代控制工具和仿真软件,可以进行虚拟实验,通过调整控制器参数,不断优化系统性能。
实验验证则是在实际环境下进行,通过实际数据的采集和分析,评估系统的稳定性和鲁棒性。
在双闭环不可逆直流调速系统设计的过程中,需要综合考虑转速和电流的控制要求,并兼顾系统的稳定性和动态性能。
通过合理的设计和参数整定,可以实现电机的精确控制,并满足不同的实际应用需求。
直流电机双闭环系统的最佳工程设计

运动控制课程设计双闭环系统的最佳工程设计专业:电气工程及其自动化学生姓名:袁同浩指导教师:江可万完成时间:2020年5月25日摘要....................................................................... - 0 - 第一章设计任务............................. - 2 -1.1 系统性能指标.......................... - 2 -1.2 设计内容........................... - 2 -1.3 应完成的技术文件......................... - 2 -第二章设计说明............................. - 4 -2.1 综述.............................. - 4 -2.1.1 电机学......................... - 4 -2.1.2 电力电子技术...................... - 4 -2.1.3 微电子技术........................ - 4 -2.1.4 控制理论....................... - 5 -2.2 整流主电路........................... - 5 -2.3 整流触发电路.......................... - 7 -2.3.1 脉冲形成于放大环节.................... - 7 -2.3.2 锯齿波的形成和脉冲移相环节................. - 7 -2.3.3 同步环节....................... - 8 -2.4 转速电流双闭环控制系统..................... - 9 -2.4.1 稳态工作原理...................... - 9 -2.4.2 动态工作原理...................... - 10 -第三章各参数计算........................... - 12 -3.1 整流装置的计算........................ - 12 -3.1.1 变压器二次侧相电压的计算................ - 12 -3.1.2 变压器及晶闸管容量计算.................. - 12 -3.1.3 平波电抗器的电感量的计算................ - 13 -3.1.4 晶闸管保护电路的计算.................. - 13 -3.2 控制电路参数的计算....................... - 14 -3.2.1 电动机额定参数及晶闸管变流器参数............. - 14 -3.2.2 调节器参数的计算.................... - 14 -3.3 系统设计........................... - 15 -3.3.1 电流环的设计...................... - 15 -3.3.2 转速环的设计...................... - 17 -参考资料............................... - 20 -附录................................. - 21 -摘要转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态特性优良、应用范围最广的调速系统。
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双闭环直流电机调速系统设计目录一、设计任务与要求 (2)1、设计题目及技术指标 (2)1.1 设计题目 (2)1.2 技术指标 (3)2、系统总方案设计 (3)2.1 逻辑无环流工作原理 (3)2.2 系统设计分析 (4)二、各个器件参数的设计 (5)1、参数计算 (5)1.1、变压器参数计算 (5)1.2 平波电抗器参数计算 (5)1.3可控晶闸管参数计算 (6)2、双闭环调速系统 (6)2.1、输出限幅 (6)2.2、双闭环直流调速系统设计 (7)2.3、电流调节器的设计 (10)2.4转速调节器的设计 (11)总结体会 (13)参考文献 (14)摘要转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
根据晶闸管的特性,通过调节控制角α大小来调节电压。
基于设计题目,直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。
在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。
本文首先确定整个设计的方案和框图。
然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计,同时对其参数的计算,包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。
接着驱动电路的设计包括触发电路和脉冲变压器的设计。
最后,即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路,本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流,即分别引入转速负反馈和电流负反馈,二者之间实行嵌套联接。
从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称做外环。
这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
先确定其结构形式和设计各元部件,并对其参数的计算,包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算,最后画出了调速控制电路电气原理图。
关键词: 双闭环; 转速调节器;电流调节器一、设计任务与要求1、 设计题目及技术指标1.1 设计题目为某生产机械设计一个调速范围宽、起制动性能好的直流调速系统,且拟定该系统为晶闸管-电动机系统。
已知系统中直流电动机主要数据如下: 额定功率kW P N 60=;额定电压VUN220=;额定电流AI N 220=;额定转速min/1000r n N = ;电枢电阻Ω=05.0a R ;转动惯量 2280mN GD∙=电枢回路总电阻Ω=5.0R电网供电电压为三相380V ;电网电压波动为+5% -- -10%;速度检测采用测速电机;控制系统电源电压为V 15± 测速发电机的选择因为电动机的额定转速为1000,所以采用ZYS-100A 型测速发电机1.2 技术指标要求连续调速,可逆运行,回馈制动,过载倍数5.1=λ 要求调速比15≥D ,电流脉动%10≤i S ,静差率%1≤S 要求以转速、电流双闭环形式作为系统控制方案 要求系统为逻辑无环流可逆调速系统 主回路采用电枢可逆,磁场单独供电2、系统总方案设计2.1 逻辑无环流工作原理逻辑无环流可逆直流调速系统原理框图如图1所示。
其主电路采用反并连接电路。
因为无环流,所以不需要设置限环流电抗器,控制电路仍是典型的转速、电流双闭环系统,只是电流环是分设的。
1ACR 、2ACR 分别控制的是正组VF 、反组VR 的整流桥。
正组VF 、反组VR 工作时有整流和逆变两种状态。
当给定信号U*n 为正时,转速调节器ASR 输出Ui*为负值,逻辑切换装置DLC 给正组桥VF 发出触发脉冲,使其处于整流状态,电动机正想转动,当给定信号U*n 为0或负值,转速调节器ASR 输出Ui*为正值。
由于电机电枢电流不为零,逻辑切换电路DLC 仍然向正组桥VF 提供脉冲,但却使VF 处于逆变状态,电流和转速变小。
当电枢电流为0时,反组桥VR 处于整流状态,此时电机处于制动状态,快速停车或反向运行。
逻辑控制的无环流可逆调速系统原理图2.2 系统设计分析双闭环直流调速系统一般采用PI调节器,以获得良好的静、动态性能,其电路原理如图1所示。
图1 双闭环直流调速系统原理图为了分析双闭环调速系统的静特性,必须先绘出它的稳态结构框图,如图2所示。
因为设计要求系统在负载和电网电压的扰动下稳态无静差,所以电流、转速调节器均使用PI调节器。
图2 双闭环调速系统稳态结构框图应用工程方法来设计转速、电流双闭环调速系统的两个调节器。
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。
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是转速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器。
二、各个器件参数的设计1、参数计算1.1、变压器参数计算由于整流输出电压d u 的波形在一周期内脉动6次的波形相同,因此在计算时只需对一个脉冲进行计算。
由此得整流输出平均电压αcos 34.22U U d = ( 60≤α)显然d d u U ≈=440V ,如果忽略晶闸管和电抗器的压降,则可以求得变压器副边输出电压2/334.24402⨯=U =217.1V 取2U =220V (通常取导通角α为30)副边输出有效电压为==22U 311.1V副边输出有效电流220816.0816.02⨯==d I I =179.5A 考虑电机过载系数为5.1=λ那么输出电流应可以达到270A变压器容量为⨯==732.1322I U S N 311⨯270=145.43KVA考虑到晶闸管和电抗器的压降,变压器本身的漏磁,并根据变压器应留有一定裕量的原则。
应选择参数为额定容量为200KVA ,副边输出额定电流为250A 的变压器1.2 平波电抗器参数计算在V-M 系统中,脉动电流会增加电机的发热,同时也产生脉动转矩,对生产机械不利,为了避免或减轻这种影响,须设置平波电抗器。
平波电抗器的电感量一般按低速轻载时保证电流连续的条件来选择。
通常首先给定最小电流in m I (以A 为单位通常取电动机额定电流的5%-10%),再利用它计算所需的总电感量(以mH 为单位),减去电枢电感,即得平波电抗器应有的电感值。
对于三相桥式整流电路总电感量为:L=0.693min2dI U =0.693⨯%7220310⨯=20.13mH电枢电感m L 的计算公式为)(2103mH I Pn U K L NN N D m ⨯=P —电动机磁极对数,D K —计算系数,对一般无补偿电机:D K =8~12 那么电枢电感22010002210310103⨯⨯⨯⨯⨯=m L =3.52mH (取P=2,D K =10)由于变压器的漏电感很小,可以忽略不计,那么平波电抗器电感值取为L=20.13-3.52=16.61mH ,取其电感值为17mH,根据电感量大小取其电阻为0.3Ω 1.3可控晶闸管参数计算通常取晶闸管的断态重复峰值电压DRM U 和反向重复峰值电压RRM U 中较小的标值作为该器件的额定电压。
选用时,额定电压要留有一定裕量,一般取额定电压为正常工作电压时晶闸管所承受峰值电压的2-3倍。
本设计中峰值电压==26U U TM 759.3V故晶闸管电压定额T U 为:=⨯-=TM T U U )32(1518V-2277.9V 取其电压定额为2000V晶闸管的电流定额主要由其通态平均电流T I 来标称,规定为晶闸管在环境为C40和规定的冷却状态下,稳定结温不超过额定结温是允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。
因此在使用时同样应按照实际波形的电流与通态平均电流所造成的发热效应相等,即有效值相等的原则来选取晶闸管的电流定额,并留有一定裕量。
一般取其通态平均电流为此原则所得计算结果的1.5-2倍。
可按下式计算:)(AV T I =(1.5~2)fb K M A X I , 式中计算系数fbK=fK/1.57bK 由整流电路型式而定,fK为波形系数,b K为共阴极或共阳极电路的支路数。
当00α=时,三相全控桥电路fb K=0.368故计算的晶闸管额定电流为MAXfbAV T I KI )25.1()(-==(1.5~2)×0.368×(220×1.5)=182.16~242.88A ,取200A 。
2、双闭环调速系统2.1、输出限幅采用PI 调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。
但是如果对系统的动态性能要求较高,例如要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。
为了随心所欲的控制电流和转速的动态过程,可以采用转速、电流双闭环调速系统.转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。
系统中引入转速和电流负反馈,两者之间实现嵌套连接。
转速调节器是双闭环控制直流调速系统的主导调节器,它可以实现稳态无静差。
电流调节器作为内环的调节器能够加快动态过程。
双闭环系统结构框图给定*U=-15--15V,转速调节器与电流调节器的输出限幅均为±10Vn2.2、双闭环直流调速系统设计图3.1 双闭环直流调速系统电路原理图在双闭环直流调速系统中,转速和电流调节器的结构选择与参数设计须从动态校正的需要来解决。
如果采用单闭环中的伯德图设计串联校正装置的方法设计双闭环调速系统这样每次都需要先求出该闭环的原始系统开环对数频率特性,在根据性能指标确定校正后系统的预期特性,经过反复调试才能确定调节器的特性,从而选定其结构并计算参数但是这样计算会比较麻烦。
所以本设计采用工程设计方法:先确定调节器的结构,以确保系统稳定,同时满足所需的稳定精度。
再选择调节器的参数,以满足动态性能指标的要求。
这样做,就把稳,准,快和抗干扰之间相互交叉的矛盾问题分成两步来解决,第一步先解决主要矛盾,即动态稳定性和稳定精度,然后再进一步满足其他动态性能指标。
按照“先内环后外环”的一般系统设计原则,从内环开始,逐步向外扩展。
在这里,首先设计电流调节器,然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节,再设计转速调节器如图3.2所示为双闭环直流调速系统动态结构框图。
图3.2 双闭环直流调速系统动态结构框图在双闭环调速系统在稳态工作中,当转速和电流两个调节器都不饱和时,各变量之间有下列关系:*n n U U n n αα=== *i i d d LU U I I ββ===在稳态工作点上,转速n 是由给定电压U n *决定的,ASR 的输出量U i *是有负载电流I dL 决定的,而控制电压U c 的大小则同时取决于n 和I d 。
这些关系反映了PI 调节器不同于P 调节器的特点。
P 调节器的输出量总是正比于其输入量,而PI 调节器则不然,其输出量在动态过程中决定于输入量的积分,达到稳态时,输入为零,输出的稳态值与输入无关,而是由它后面环节的需要决定的。