自动控制论文--单闭环不可逆直流调速系统设计(编辑修改稿)

自动控制论文--单闭环不可逆直流调速系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

且低速运行时的机械特性基本上保持不变所以得到的调速范围可以达到很宽，而且可以实现电动机的正反转。 鉴于以上对各种调速可行性 方案的论述本，本系统将采用调压调速的调速方法以满足生产工艺的要求。 主电路方案的采用 主电路主要是指电源装置和执行装置（直流电动机），由于电动机是我们的控制对象，所以就对电源装置进行可行性和优越性的比较论证。 直流电动机的调速方法有两种，具体为： 1）使用脉冲宽度调制晶体管功率放大器，即采用 PWM 的调压调速控制； 2）使用晶闸管可控整流装置调速。 考虑到第二种的优点，可调电源电路采用后者，使用晶闸管可控整流装置调压调速。 晶闸管可控整流装置调速 通过晶闸管的导通角的移相，改变触发角，从而改变电压的导通 时间，改变电压的平均值。 电路如下： 4 ： 图 晶闸管可控整流装置电路 电路特点：电路直接由交流转换为直流，所以效率比较高。 其次，整流装置时 SRC，容量相对 IGBT而言，比较大，电动机的容量就可以做的相对较大，可靠性也比较高，技术成熟等优点。 设计的对象电机的容量是 3KW，可以很好地满足容量的要求，再次，触发电路也比较简单，有现成的集成触发电路，设计起来相对简单。 不过由于也存在正反两组的问题，所以也要考虑逻辑控制问题，以免发生环路导通短路事故。 控制电路方案的采用 采用单闭环的速度反馈调节加上电流 截止负反馈的方法； 方案论证： 采用才用单闭环的速度反馈调节加上电流截止负反馈的方法，能实现比较方便，快捷，成本低，而且系统调试等简单。 但是此方法又有其缺点，在启动过程总系统是非线性的，而且是一个复杂的动态过程，不能简单地将最大负荷时的电流值定为电流截止负反馈的限制值，这将影响电动机的启动时间，而且难以把握电流的动态过程。 由于直流电动机在起动、堵转或过载时会产生很大的电流，这样大的电流会烧坏晶闸管元件和电机，因而要加以限制。 根据反馈控制原理，要维持哪一个物理量基本不变，就应该引入哪个物理量的负反馈。 系统中若 引入电流负反馈，虽然电流不会过大，但是单闭环调速系统中如果存在电流负反馈，将会使静特性变软，影响调速精度，而这又是我们希望避免的。 如果能做到电流负反馈在正常运行时不起作用，而在过电流情况下起电流负反馈作用。 为此，可以通过一个电压比较环节，使电流负反馈环节只有在电流超过某个允许值时才起作用，这就是电流截止负反馈环节。 电流截止负反馈单闭环调速系统 电动机参数： PN=3KW, nN=1000rpm,UN=220V,IN=17A,Ra=1. 5Ω。 主回路总电阻 R=3Ω ，电磁时间常数 Tl=,机电时间常数 Tm=。 三相桥式整流电路， Ks=45。 测速反馈系数 a=。 调速指标： D=10， S=5 %。 变压器的副边电压的确定： 因为 UN=220V，整定的范围在 30176。 ～ 150176。 之间，所以 由 三相全控整流公式： UD=,当 α在 30176。 时又 5 最大值，算出 U2=，所以可以选择 U2=120V。 晶闸管参数的计算： 由于电动机电流的大小为 17A，即最大电流为： Imax=17A. 2 m a x m a x22 0 . 8 1 6 0 . 8 1 6 1 7 1 3 . 8 7 23VTI I I I A      m a x() 17 6 . 2 51 . 5 7 2 . 7 21 . 5 7 3VTV T A V IIIA    又由整流输出的电压 Ud=UN=220V，进线的线电压是 120V。 由电路分析可知，晶闸管承受的最大反向电压是变压器的二次线电压的电压峰值。 即有 VUU RM 3 0 01 2 03232 2  晶闸管承受的最大正向电压是线电压的一半，即 VUU FM 150120323221 2  考虑安全性裕量，选择电压裕量为 2 倍的关系，电流裕量选为 倍的关系，所以工作的晶闸管的额定电压容量的参数可选择为： VU V TN 6 0 03 0 02  5 75V T NIV   电枢回路的平波电抗器的计算： 电动机在运行时保证电流连续，取此时的电流为额定电流的 5%～ 10%。