电力拖动自动控制系统课程设计

课程设计任务书

双闭环直流调速与仿真

1、前言 (3)

2、设计方案论证.............................................. .4..

3、系统仿真 (7)

4、心得体会............................................... .9

5、参考文献.................................................. .10

称作外环。以保证电动机的转速准确跟随给定电压，把由电流负反馈组成

的环作为内环，以实现在最大电流约束下的转速过渡过程最快的“最优” 控制。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都米用PI调节器，这样构成了双闭环调速系统的原理图。

2.2.2平波电抗器参数的计算:

U d=2.34U2COS

图1系统电气原理框图

图2双闭环调速系统结构图

I

因此变压器的变比近似为：K U l

U 2

算 I 1=1.05 X 287X 0.861/3.45=75A

12=0.861 X 287=247A

变压器容量的计算

S 二mUI 1=3X 380X 75=85.5kVA, S=mUI 2=3 X 110X 247=81.5kVA S=0.5X (S 1+S)=0.5 X (85.5+81.5)=83.5kVA ,因此整流变压器的参数为： 变 比 K=3.45，容量 S=83.5kVA 。

计算转速调节器参数

按跟随和抗扰性能都较好的原则，取

n hT n 5 0.0174

0.087s

转速环开环增益为

K N 丄^1

U d =U=220V,取=0

2.34 cos0

220

2.34

94.0171V

nm

n N

10 1500

0.0067

U m 2I N

10 2 17.5

0.2857

2.2.3变压器参数的计算

变压器副边电压采用如下公式进行计算:

A

cos min

U d max nU T

T

CU s^— !

2N

已知U dmax

220V,取 U T 1V n 2 A 2.34

0.9

min

10

U sh 0.05

旦 1 C 0.5 则 U 2

I 2N

220 2 1

2.34 0.9(0.9848 0.5 0.05 1)

110V

型3 45一次侧和二次侧电流I 1和I 2的计

110

h=5,则ASR 的超前时间常数为

2h T

6 --- 2 396.4s 2

--- 厂

2 5 0.0174

式中，为电流反馈系数其值为10V/n max 0.0067

ASR的比例系数为K n (h 1} CeTm6°.2857 °132 °1610.95

2h RT 2 5 0.0067 2.85 0.0174

3系统仿真

2.1理论计算参数仿真分析

根据理论设计结果，构建直流双闭环调速系统的仿真模型，如图2所示。

在额定转速和空载下，对系统进行仿真得到电动机电枢电流和转速的仿真输出波形，如图3。

图3直流双闭环调速系统的仿真模型

图4转速环仿真图形

图5电流环仿真图形

从图中可以看出，扰动很快得到了调节，这是两个PI型调节器自动调节的作用。另外从图中也可以看到，系统是无静差运行的，符合设计的要求。从仿真的结果来看，得到这样结论：

(1)工程设计方法在推导过程中为了简化计算做了许多近似的处理，而这些简化处理必须在一定的条件下才能成立。例如：将可控硅触发和整流环节近似地看作一阶惯性环节，设计电流环时不考虑反电势变化的影响；将小时间常数当作小参数近似地合并处理；设计转速环时将电流闭环从二阶振荡环节近似地等效为一阶惯性环节等。

(2)仿真实验得到的结果也并不是和系统实际的调试结果完全相同，因为仿真实验在辨识过程中难免会产生模型参数的测量误差，而且在建立模型过程中为了简化计算，忽略了许多环节的非线性因素和次要因素。如

5参考文献

[1] 陈伯时电力拖动自动控制系统一一运动控制系统，第三版，机械工业出版社，2003

[2] 杨威张金栋主编电力电子技术，重庆大学出版社，2002

[3] 王兆安，黄俊电力电子技术，第四版，机械工业出版社，2008

[4] 黄俊王兆安电力电子变流技术第三版,机械工业出版社，2005

[5] 莫正康电力电子应用技术，第三版，机械工业出版社，2000

[6] 丁丽娜自动控制系统实验指导书，大连海洋大学，2009