自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計

1、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 自動化3班總體方案選擇主電路及保護電路設(shè)計調(diào)速系統(tǒng)控制單元的確定與選擇調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的工程設(shè)計目 錄系統(tǒng)仿真目 錄課程設(shè)計原始數(shù)據(jù)直流他勵電動機：功率Pe=145kw，額定電壓Ue=220V，額定電流IE=733A，磁極對數(shù)P=2，ne=1500r/min，勵磁電壓220V,電樞繞組電壓Ra=0.015，主電路總電阻R=0.036 ，Ks=41.5，電磁時間常數(shù)TL=0.0734s，機電時間常數(shù)Tm=0.0926s，濾波時間常數(shù)Ton=Toi=0.01s，過載倍數(shù)=1.2，電流給定最大值Uim=8V，速度給定最大值Un=8V。總體方案選擇總體方案選擇總體方案選擇總體方案選

2、擇穩(wěn)穩(wěn)準準快快直流電機調(diào)速系統(tǒng)要求總體方案選擇 一、主電路接線方式的選擇晶閘管整流裝置有單相、三相或更多相數(shù)，有半波、全波、半控、全控等類型。查看資料知：單相半控橋適用功率范圍為1KW以下，單相全控橋5KW一下，三相半波20-30KW，三相半控橋100KW以下，三相全控橋100-1000KW。由于電動機額定功率為145KW，選定三相橋式電路，根據(jù)比較，最終確定為三相全控橋式。總體方案選擇二、直流電動機的調(diào)速方式2. 減弱勵磁磁通?保持電動機端電壓為額定，改變電動機勵磁磁通?，實現(xiàn)電動機基速以上的轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，即恒功率調(diào)速，此方式雖然能夠平滑調(diào)速，但調(diào)速范圍不大。1. 改變電樞供電電壓U保持電動

3、機磁場為額定，改變電樞供電電壓，實現(xiàn)電動機基速以下的轉(zhuǎn)速無級調(diào)速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。三、直流調(diào)速系統(tǒng)控制方案1、開環(huán)控制系統(tǒng)雖然在一定程度上可以滿足轉(zhuǎn)速的要求，但穩(wěn)定性太差，采用有反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)難以滿足兩種調(diào)節(jié)過程具有良好的動態(tài)品質(zhì)，實時性不好等原因，采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)具有更好的應用效果。主電路及保護環(huán)節(jié)設(shè)計變流器主電路和保護環(huán)節(jié)設(shè)計主電路及保護環(huán)節(jié)設(shè)計1、整流變壓器額定參數(shù)的計算 二次側(cè)相電壓U2)(cos22minmax2NkVTddIICuAUnRIUU由得VU525.1232KVASKVASKVASAIAIK648.222648.222648.222375.3378

4、2.600781.11212平均計算容量：一次容量：二次容量：一次側(cè)電流：二次側(cè)電流：變壓器變比：查表參數(shù)選擇如下：05.105.105.122.134.206.05.01021220minddddddddKIUSIUSIUSIIUUUC主電路及保護環(huán)節(jié)設(shè)計2.主電路器件計算與選擇晶閘管額定電壓額定電流選擇KP500A800V晶閘管6只過電壓器件電容 電阻整流元件臨界電感量限制電流脈動電感量選擇電感量為1.1mH，型號為KD-50A_1.1mHTMTNUU)32(dfbTNIKI)25 . 1 (22%6USiCfmin2693. 0dcrIUL diddmmISUfUUL22321022%2

5、.3%kfUURSi調(diào)速系統(tǒng)控制單元調(diào)速系統(tǒng)控制單元的確定和調(diào)整 調(diào)速系統(tǒng)控制單元 1、電流檢測以交流互感器作為檢測元件由于電動機Un=733A，采用兩級交流電流互感器第一級 600A：5A第二級 5A：0.1A調(diào)速系統(tǒng)控制單元 2、轉(zhuǎn)速檢測采用測速發(fā)電機檢測電機轉(zhuǎn)速給定電機額定轉(zhuǎn)速Vn=1500r/min選用測速電機型號55CY61具體參數(shù)最大輸出電壓 40V最大轉(zhuǎn)速 2000r/min負載電阻 2000調(diào)速系統(tǒng)控制單元 3、調(diào)節(jié)器的選擇采用PI調(diào)節(jié)器，包括ASR和ACR。調(diào)速系統(tǒng)控制單元 在PI調(diào)節(jié)器中引入零速鎖零電路調(diào)速系統(tǒng)控制單元 4、觸發(fā)電路采用S3B三相晶閘管集成觸發(fā)電路調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)設(shè)計調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)設(shè)計調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)設(shè)計 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)設(shè)計 1、電流調(diào)節(jié)器校正為典型型系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器isisiACRKsW1)( 滿足條件 113cisoiwTT校正傳遞函數(shù)0.073410.29920.0734ACRsWs調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)設(shè)計 2、速度調(diào)節(jié)器校正為典型型系統(tǒng)選擇PI調(diào)節(jié)器滿足條件 校正傳遞函數(shù)1( )nACRnnsWs