自动控制系统课程设计

1、双闭环调速系统设计 自动化3班总体方案选择主电路及保护电路设计调速系统控制单元的确定与选择调速系统动态参数的工程设计目 录系统仿真目 录课程设计原始数据直流他励电动机：功率Pe=145kw，额定电压Ue=220V，额定电流IE=733A，磁极对数P=2，ne=1500r/min，励磁电压220V,电枢绕组电压Ra=0.015，主电路总电阻R=0.036 ，Ks=41.5，电磁时间常数TL=0.0734s，机电时间常数Tm=0.0926s，滤波时间常数Ton=Toi=0.01s，过载倍数=1.2，电流给定最大值Uim=8V，速度给定最大值Un=8V。总体方案选择总体方案选择总体方案选择总体方案选

2、择稳稳准准快快直流电机调速系统要求总体方案选择 一、主电路接线方式的选择晶闸管整流装置有单相、三相或更多相数，有半波、全波、半控、全控等类型。查看资料知：单相半控桥适用功率范围为1KW以下，单相全控桥5KW一下，三相半波20-30KW，三相半控桥100KW以下，三相全控桥100-1000KW。由于电动机额定功率为145KW，选定三相桥式电路，根据比较，最终确定为三相全控桥式。总体方案选择二、直流电动机的调速方式2. 减弱励磁磁通?保持电动机端电压为额定，改变电动机励磁磁通?，实现电动机基速以上的转速无级调速，即恒功率调速，此方式虽然能够平滑调速，但调速范围不大。1. 改变电枢供电电压U保持电动

3、机磁场为额定，改变电枢供电电压，实现电动机基速以下的转速无级调速，属恒转矩调速。三、直流调速系统控制方案1、开环控制系统虽然在一定程度上可以满足转速的要求，但稳定性太差，采用有反馈的闭环调速系统。2、单闭环调速系统难以满足两种调节过程具有良好的动态品质，实时性不好等原因，采用双闭环调速系统具有更好的应用效果。主电路及保护环节设计变流器主电路和保护环节设计主电路及保护环节设计1、整流变压器额定参数的计算 二次侧相电压U2)(cos22minmax2NkVTddIICuAUnRIUU由得VU525.1232KVASKVASKVASAIAIK648.222648.222648.222375.3378

4、2.600781.11212平均计算容量：一次容量：二次容量：一次侧电流：二次侧电流：变压器变比：查表参数选择如下：05.105.105.122.134.206.05.01021220minddddddddKIUSIUSIUSIIUUUC主电路及保护环节设计2.主电路器件计算与选择晶闸管额定电压额定电流选择KP500A800V晶闸管6只过电压器件电容 电阻整流元件临界电感量限制电流脉动电感量选择电感量为1.1mH，型号为KD-50A_1.1mHTMTNUU)32(dfbTNIKI)25 . 1 (22%6USiCfmin2693. 0dcrIUL diddmmISUfUUL22321022%2

5、.3%kfUURSi调速系统控制单元调速系统控制单元的确定和调整 调速系统控制单元 1、电流检测以交流互感器作为检测元件由于电动机Un=733A，采用两级交流电流互感器第一级 600A：5A第二级 5A：0.1A调速系统控制单元 2、转速检测采用测速发电机检测电机转速给定电机额定转速Vn=1500r/min选用测速电机型号55CY61具体参数最大输出电压 40V最大转速 2000r/min负载电阻 2000调速系统控制单元 3、调节器的选择采用PI调节器，包括ASR和ACR。调速系统控制单元 在PI调节器中引入零速锁零电路调速系统控制单元 4、触发电路采用S3B三相晶闸管集成触发电路调速系统动态参数设计调速系统动态参数设计调速系统动态参数设计 双闭环调速系统动态结构图调速系统动态参数设计 1、电流调节器校正为典型型系统采用PI调节器isisiACRKsW1)( 满足条件 113cisoiwTT校正传递函数0.073410.29920.0734ACRsWs调速系统动态参数设计 2、速度调节器校正为典型型系统选择PI调节器满足条件 校正传递函数1( )nACRnnsWs