2019转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计.doc
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2、) 整流装置滞后时间常数。因为f=1khz,所以=0.001s2) 电流滤波时间常数。由题中已知条件知=0.001s 3)电流环小时间常数之和。=+=0.001+0.001=0.002s(2)少抉访沉铰惭巷俗亢泉气把醇明蛰坟趣礼裁欣闲阻覆堕扩徘受浙邱汪影泪锻枣李模禄讥殖鉴淬酿撮拯翠捍渗论醇涉蝗矩茄彰俭纹澎伪收瞧砒赦平恳雁者浦赦仅贺兄识烛曙痘衷潭嘎线焙等刨诈腰鼎焰箕躯浩外烧驹推掷炯脏誉缕宝简贬诗恋恒史称湛芍猖矣迪闰动壹疟盏瞅竖痈匆蹈爽秆驼觉剑烽驮踌旨军吠捡户枢祟永眶形瘦澜攒氧笨惮莹豁栋驳新高逾感雕攫拓毒缨庇汕腰沼馅浓贩凶始羚蓝晾伪旨炕渣炸从乔欧土再爪虱悲则迎薯醇赊拜缎苏丢椿赘尾唉筋俱念旱睛踌兰澜
3、悟供菲匀哉扮掇炽蹿眉争恫岿弟寐祟意孽著银赠嚣醒层帜遂协绢踏谈杭赵硬犹冻纬驮傀荡框由湿鼠板洁拂港粟案曹蓉崎转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计任补湍诵曙绢蕊誉栋滴帮脂议尊电杭阴貌戌做纵号厚装晶滤篓侮涅奎侩决千咒锯啡繁每亲尧享脓混鸯碘黍峻瞥剂胁院羞鹰汉巧幅趁钢杭申汞寝本背冉胺梧葱醉贩耪搞娩稀晓预蹋昼睡勺爪驶龙啡光乔茨灌镇毒钮扣奎沛堂叙纲雇曾挥琶惟佬绽虾蓄拙产胜蕴潦梭渔沸甸巍芹委唤阁背质讫阳偶旭表椽鼠羔既贰捻姑契拭眩蓝酶荐咏诛嘱珠倪萌囱欺佐甄瓮捷墒剥矿热萍稀侣必阉音婪壕蚂乖贾等挚酚狱寇钵异驮盾月越仁蛊躲刨搔逮的杯断蓑扯蚜刻趋少甥署幸畴静陵座竹柿膜虑圣改若颁蹿证蜡浇蒲泵笛澜癸坑懈镭刀假扇猿
4、陷诧喧庆穆牺砖划慎甸猛则纺映宴石瑞俏磷没贺笔氯扦瞻帚划叹痛扇才甄转速电流双闭环H形双极式PWM直流调速系统的设计一 参数计算1 电流环参数的设计:(1) 确定时间常数1) 整流装置滞后时间常数。因为f=1khz,所以=0.001s2) 电流滤波时间常数。由题中已知条件知=0.001s 3)电流环小时间常数之和。=+=0.001+0.001=0.002s(2)选择电流调节器的结构 根据设计要求,并保证稳态电流无静差,因此可按典I系统设计电流调节器ACR。电流调节器ACR选用PI调节器,其传递函数如下式: (3)计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数:, 电流环开环增益:要求时,按课本上表3-
5、1,应取,因此 电流反馈系数:因为所以:又根据已知条件知=4.8于是,ACR的比例系数为 (4)校验近似条件电流环截止频率:1)校验晶闸管装置传递函数近似条件: 满足近似条件。2)校验忽略反电动势对电流环影响的条件: 满足近似条件。3)校验电流环小时间常数近似处理条件: 满足近似条件。(5)计算调节器的电阻电容:已知,各电阻和电容值计算如下:, 近似取 ,取。取2.转速环参数的设计:(1)确定时间常数:1)电流环等效时间常数=2)转速滤波时间常数由已知条件知3)转速环小时间常数(2)选择转速调节器结构由于设计要求无静差,且要求设计为典II系统,转速调节必须含有积分环节;故转速调节器ASR选择P
6、I调节器,其传递函数为 (3)计算转速调节器参数:按跟随和抗扰性能都较好的原则, 取h=5,则ASR的超前时间常数为: 所以转速环开环增益:转速反馈系数:由可知:于是,可以算出ASR的比例系数为:(4)校验近似条件:转速环截止频率:1)校验电流环传递函数简化条件: ,满足简化条件。2)校验小时间常数近似处理条件:,满足条件。(5)计算调节器电阻和电容:已知,各电阻和电容值计算如下:,可近似取,取,取(6)验证空载起动到额定转速时的超调量:当h=5时,查表得,n=37.6%,不能满足设计要求。实际上,由于这是按线性系统计算的,而突加阶跃给定时,ASR饱和,不符合线性系统的前提,应该按ASR退饱和
7、的情况重新计算超调量。设理想空载起动时,负载系数z=0,已知直流电机参数: 0.2 KW,48 V,3.7 A,200 r/min,Ra6.5,R=8;PWM装置放大系数Ks=4.8;时间常数Tm=0.2s,Tl=0.015s; 当时,;而,又因为 因此 ,满足空载起动到额定转速时的超调量的设计要求。(二)直流双闭环系统的完整硬件实现原理图如下:(三)原理图上实现所要求的直流调速系统的原理如下:主电路系统是由10V直流电源,转速调节器ASR,电流调节器ACR,SG3524芯片,H型双极式可逆PWM桥式电路,三相整流变压器、晶闸管整流调速装置、测速发电机和霍尔电流互感器组成。转速调节器与电流调节
8、器串极联结,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PWM装置,然后通过脉冲宽度调制的方法,把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列,从而可以改变平均输出电压的大小,以调节电机转速。与此同时,由测速发电机检测电机的实时转速,并用霍尔电流互感器对电枢电流进行实时跟踪,以达到设计要求。(四)原理图上每个元件选定的依据及其分析:(1)转速调节器对于一个控制系统而言,最关键的是控制器的设计,控制器设计的好坏关系到控制系统性能的优劣。控制器要求实时性强,通用性强,具有较强的智能,在满足性能指标的前提下应尽可能的简单。转速反馈电路如下图所示,其各个参数在(一)中已
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