1、1课 题：双闭环直流调速系统班 级：电气工程及其自动化1004学 号：3100501091姓 名：贾斌彬指导老师：康梅、乔薇日 期：2014年1月9日 电 力 传 动 课 程 设 计2目录第 1章 系统方案设计1.1 任务摘要. 31.2 任务分析 31.3设计目的、意义 31.4 方案设计 4第 2章 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定2.1 电枢回路电阻 R的测定 52.2主电路电磁时间常数的测定 62.3系统机电时间常数 TM的测定 .72.4测速电机特性 UTG=f(n)的测定 72.5晶闸管触发及整流装置特性 Ug=f（Ug）的测定. 7第 3章 双闭环调速系统调节器的设计3.1
2、 电流调节器的设计 73.2 转速调节器的设计 9第 4章 系统特性测试4.1系统突加给定 .114.2系统突撤给定 .114.2.2突加负载时 .114.2.3突降负载时 .11第 5章 设计体会3第 1章 系统方案设计1.1 设计一个双闭环晶闸管不可逆调速系统设计要求： 电流超调 i5%转速超调 n10%静态特性 无静差给定参数： 电机额定功率 185W额定转速 1600r/min额定励磁电流 Td，也可以近似地把系统看成是一阶惯性环节，即UdSKn)1/(由过渡过程曲线，即可由此确定机电时间常数 TM=275ms图见附录2.4测速电机特性 UTG=f 的测定n加额定励磁，逐渐增加触发电路
3、的控制电压 Ug，分别读取对应的 UTG ,n的数值若干组，即可描绘出特性曲线 UTG=f(n)n（ mir）350 550 600 640 700 760Utg 6.3 9.0 9.5 11 12.1 12.82.5 晶闸管触发及整流装置特性 Ud=f 的测定Ug加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压 Ug，分别读取对应的 Ud，Ug的数值若干组，即可绘制出特性曲线 Ud=fUg（V 5.9 5.4 5.0 4.6 4.2 3.6 3.28）Ud（V）275 255 240 215 190 145 110第 3章 双闭环调速系统调节器的设计3.1 电流调节器的设计1）确定时间常数已知 ， ，
4、所以电流环小时间常数sTs017.sToi02.=0.0017+0.002=0.0037S。oisi2） 选择电流调节器的结构因为电流超调量 ，并保证稳态电流无静差，可按典型系统设计电流%5i调节器电流环控制对象是双惯性型的，故可用 PI型电流调节器。3） 电流调节器参数计算：电流调节器超前时间常数 = =0.0239s，又因为设计要求电流超调量ilT，查得有 =0.5，所以 = = ，又由于%5iiIKIKi5.01.35.7S，计算得 Ks=60。由于 ，所以 ACR的比例系数 UcdsAVIUdmi /14.0=IiisKR 36.7.60548291354） 校验近似条件电流环截止频率
5、 = =135.1 。ciWI1S晶闸管整流装置传递函数的近似条件： ，满足条件。1196.30.7sTciW忽略反电动势变化对电流环动态影响条件：9，满足条件。ciLM wST 13.9213130.42.电流环小时间常数近似处理条件：，满足条件。ois 118.30.7.2ciSW5） 计算调节器的电阻和电容取运算放大器的 =20 ，有 =13K 其结构图如下所示：0Rki图 4-1 电流调节器有公式 ，iiRCFSi 15.0*13/5取 Fi2.3.2 转速调节器的设计1）确定时间常数：有 则 ，已知转速环滤波时间常0.5,IiKT120.37.04iITss数 =0.01s，故转速环
6、小时间常数 。on 1.7.1074nonITsK2）选择转速调节器结构：10按设计要求，选用 PI调节器 sKsWnASR13)计算转速调节器参数：因为转速超调量 ,则 10%,由于%10imnbbn TzCmax2实验要求 =1.1，理想空载启动有 z=0,而且 , r/min,eRdNIn150, ， A， ms, s代入上式，可得1406.eCdNIl7.0lI30MT0174.T69.01%，由查表 3-5,按跟随和抗干扰性能较好原则，取 h=3,则 ASRbmax的超前时间常数为： ，ssnTh052.174.3转速环开环增益 。29.73214.2 sNK又 ,则有 ASR的比例
7、系数为：rVniUmin/03.15 03.9174.6203.214721 RThMeCK4)检验近似条件转速环截止频率为 。13.8052.9731snNKwcn电流环传递函数简化条件为 ，满足条件。cnwssiTI 7.6103.311转速环小时间常数近似处理条件为： ，满足近1135.8.730I cnonKsWT似条件。5)计算调节器电阻和电容：取 =20 ，有 ，其结构图如下：0Rkki120图 4-2 转速调节器有公式 ，nnRCFS29.10*2/27533取 。Fn.6)校核转速超调量：由 h=3，查得 ，不满足设计要求，应使 ASR 退饱和重计算 。%6.52n n设理想空
8、载 z=0，h=3 时，查得 =72.2%，所以 =2（ ） （ ）maxbCnmaxbCz= ，满足设计要求.mnNT %109.036.174154.026.%2.7 第四章 系统动态特性观察与测定124.1 突加给定时(图见附录)。图中蓝线为电流环特性曲线，黄线为转速环特性曲线。在 t=0时，系统突加阶跃给定信号 Un*，在 ASR和 ACR两个 PI调节器的作用下， Id 很快上升；当 Id IdL 后，电机开始起动，由于机电惯性作用，转速不会很快增长，ASR输入偏差电压仍较大， ASR 很快进入饱和状态，而 ACR一般不饱和。直到Id = Idm ， 。电流闭环调节的扰动是电动机的反
9、电动势，它是一个imU线性渐增的斜坡扰动量，系统做不到无静差，而是 Id略低于 Idm。n 上升到了给定值 n*，Un=0。因为 IdIdm，电动机仍处于加速过程，使 n超过了 n* ，称之为起动过程的转速超调。转速的超调造成了 Un0，ASR 退出饱和状态，Ui和 Id很快下降。 Id Idl，转速由加速变为减速，直到稳定。4.2 突撤给定时（图见附录） 。4. 3 突加负载时（图见附录） 。4. 4 突降负载时（图见附录） 。第五章 设计体会一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与
10、同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作。同时，这次设计过程中，体现出自己综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。这次课程设计也锻炼了我们的细心和耐心，这尤其体现在我们课程设计报告的格式上，需要细心地对待。格式很重要，不然，美观切不说，报告看上去很混乱，不易于阅读。严格的格式要求也是在培养我们的做事态度。 我很感谢有课程设计这次机会，让我明白了这么多从前不知道的东西。这些对我日后的工作都是十分宝贵的。同时也让我看清了自己，明白了自己哪里欠缺。理论知识的不足在这次课程设计中给我带来了很多麻烦，这也算是提醒。今后，在学习中，我要端正自己的态度努力学习，只有这样我们才能真正的掌握好知识。最后，还要特别感谢指导老师们，是在老师们的细心帮助和指导下，13才让我们最终完成了这次设计！
