双闭环交流调速系统课程设计(DOC)

1、 最大绝对额定值推荐工作条件电源电压-0.518v电源电压818v输入电压0.5U同步电压UDDDD控制输入电工作温度-4085OC0U压DD同步信号频最大功耗300mW率101000HZ最佳工作温存储温度-65150OC-2565OC度4.3串级调速系统设计全面比较单闭环和双闭环调速系统，把握系统要求实现的功能，选择最适合设计要求的虚拟控制电路。根据系统实际，选择转速，电流双闭环调速系统。对于交流异步电动机转差功率消耗型调速系统，当转速较低时转差功率消耗较大，从而限制了调速范围20。如果要设法回收转差功率，就需要在异步电动机的转子侧施加控制，此时可以采用绕线转子异步电动机。常见的绕线转子异步

2、电动机用转子回路串电阻调速，这种调速方法简单、操作方便且价格便宜，但在电阻上将消耗大量的能量，效率低，经济性差，同时由于转子回路附加电阻的容量大，可调的级数有限，不能实现平滑调速。为了克服上述缺点，必须寻求一种效率较高、性能较好的绕线转子异步电动机转差功率同馈型调速方法，串级调速系统就是一个很好的解决方案。根据串级调速原理及资料查询，设计出串级调速系统主电路如图4.5所示。图4.3串级调速系统主电路图图4.3串级调速系统主电路图串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。它属于变转差率来实现串级调速的。与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的转差功率加以应用（回馈电

3、网或是转化为机械能送回到电动机轴上），因此效率高。它能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬。特别是晶闸管低同步串级调速系统，技术难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。4.4双闭环系统设计说到双闭环系统的调速，我们得首先来简要认识一下单闭环系统调速，单闭环调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。在电动机轴上装一台直流测速发电机TG,引出与转速成正比的电压口，与给定电压Ugd比较后，得偏差电压AU，经过放大器FD,产生触发装置CF的控制电压Uk,用以控制电动机的转速。因为这里只有一个环，所以成为单闭环系统。采用PI调节器的单闭环调速系统，既保证了动态稳定性，又能做到无静差，很好

4、地解决了系统中动、静态之间的矛盾。然而系统中只靠电流截止环节来限制启动和升34速的冲击电流，其性能仍然不能令人满意。主要问题是，不能在充分利用电机过载能力的条件下获得最快的动态响应，甚至使启动和加速过程拖长。自动控制理论提示，进一步解决问题的唯一途径是对电流这个物理量也实行负反馈控制。同时在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量。这样，系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流。这样的系统称为转速、电流双闭环调速系统。R5RESISTORTAPPEDz-UsrR4RES2IODED2DIODEQUseR6z-UsrR4RES2IODED2DIODEQUseR6RESISTORTAPPE

5、D图4.4输出限幅电路图在组成双闭环系统时必须解决的一个问题，就是调节器的限幅的整定问题。转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流调节器ACR给定电流的最大值，它完全取决于电动机的过载能力和系统对最大加速度的需要；电流调节器ACR的正限幅则表示对触发器装置的最小移相a的限制或对晶闸管装置输出电压最大值的限制。采用运算放大器做调节器的时候，输出限幅可以采用上面图4.4电路16。5系统仿真5.1主电路的仿真设计本系统采用MATLAB进行仿真。主电路由三相对称交流电压源、二极管转子整流器、晶闸管逆变器、电抗器、逆变变压器、绕线式交流异步电动机、电动机信号分配器等部分组成。如图5.1所示。对三相对称交

6、流电压源的设置，打开参数设置对话框，设置的主要参数有交流峰值电压、相位和频率。三相电源的相位互差120角。设置交流峰值电压为220V,频率为50Hz。在“PowerSystem”工具箱中有一个电动机模块库，他包含了直流电动机、异步电动机、同步电动机级其他各种电动机模块。其中，模块库中有两个异步电动机模型，一个是标幺值单位制（PUunit）下的异步电动机模型，另一个是国际单位制（SIunit）下的异步电动机模型，本设计采用后者。tpSynohronizaiionUoltjgas日Iph日d“bladialphadegABBCpi呂E：CA计采用后者。tpSynohronizaiionUoltjg

7、as日Iph日d“bladialphadegABBCpi呂E：CASYnGhrunlzedG-PuDseGerieralorlGaini串级调速系统主电路图通过对主电路和控制电路的模块设计以及每个模块的参数进行设置,最终得到了双闭环串级调速系统的仿真图如图5.15所示。双闭环串级调速系统的仿真图5.2系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析仿真所选择的算法为ode23tb；仿真“Starttime”设置为0，“Stoptime”设置为5。设计体会本次毕业设计选择的题目是双闭环三相异步电动机调压调速控制系统的设计，我选择本题目的目的主要是交流调速系统是自动调速系统的重要要形式，需要我们去做深入的研究。整个系统可以实现电流、转速两个负反馈调节，使系统的性能大大提高。通过这次设计，我对交流调速有了更深的了解，也锻炼了我查阅资料和应用知识的能力。总之，这次设计我收获颇多。参考文献周渊深.交直流调速系统中国电力出版社何建平.电气传动重庆大学出版社天津电气传动设计研究所编著.电气传动自动化技术手册机械工业出版社王兆安、黄俊.电力电子技术机械工业出版社陕西高科电力电子有限责任