VM双闭环不可逆直流调速系统设计

双闭环晶闸管不可逆直流调速系统设计一．设计目的一1了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。

2．熟悉电力电子及教学实验台主控制屏的结构及调试方法。

3熟悉NMCL_18，NMCL_33的结构及调试方法。

4掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。

二．实验内容1 各控制单元调试2 测试电流反馈系数3 测定开环机械特性及闭环静特性三．实验系统组成及工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统有电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要是转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可拟制电网电压波动对转速的影响，试验系统的组成如图6-8所示。

系统工作时，先给电动机加励磁，改变给定电压的大小即可方便的改变电机的转速。

ASR,ACR均有限幅环节，ASR的输出作为ACR的给定，利用ASR的输出限幅可达到限制启动电流的目的，ACR的输出作为移向触发电路的控制电压，利用ACR的输出限幅可达到限制和的目的。

当加入给定Ug后，ASR即饱和输出，使电动机以限定的最大起动电流加速启动，直到电机转速达到给定转速（即Ug=Ufn），并出现超调后，ASR退出饱和，最后稳定运行在略低于给定转速的数值上。

四．实验设备及仪器1，NMCL系统教学实验台主控制屏。

2,。

NMCL—18组件（适合NMCL—Ⅱ）或那么长了组件（适合NMCL—Ⅲ）。

3．NMCL—33组件或NMCL—53组件。

4．NMCL—03A三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

5．电机导轨及测速装置、直流发电机M01。

6．直流电动机M03。

五．注意事项1．三相主电压源连线时需注意，不可换错相序。

2．电源开关闭合时，过流保护，过压保护的发光二极管可能会亮，只需按下对应的复位开关SB1、SB2即可正常工作。

3．系统开环连接时，不允许突加给定信号Ug启动电机。

4．启动电机时，需吧MEL —13的测功机加载旋钮逆时针旋到底，以免带负载启动。

１ 设 计 总体 概 述
对于设计直流 Ｖ—Ｍ双环不可逆调速系统 ， 其实就是 对转速
调节器和 电流调节器 的设计 。 电流调节器 的作用是使 电流随外 环调节器的输出量变 化 ， 是
调 速 系 统 的 内环 调 节 器 。
—
图 １ 转速、 电流 双 闭 环直 流 调 速 系统
其 中 Ｔ ——测 速发电机 ； Ａ Ｇ Ｔ —— 电流互感 器 ； Ｐ —— 电力 ｕＥ 电子变 化 器 ； ——转 速 给 定 电 压 ； ——转 速 反 馈 电 压 ；
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《自动控制系统》课程设计姓名：学号：指导教师：题目名称： V—M双闭环不可逆直流调速系统设计专业名称：所在学院：时间：一主电路选型和闭环系统的组成1。

1双闭环直流调速系统的组成与原理双闭环直流调速系统的组成和原理如图2。

1所示其中包括了三相全空整流电路、调节器、（ASR、ACR）和电动机等。

该方案主要由给定环节、ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成.为了使转速负反馈和电流负反馈分别起作用，系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR.电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环；转速调节器ASR和转速检测反馈回路构成转速环，称为双闭环调速系统。

因转速换包围电流环,故称电流环为内环,转速环为外环。

在电路中,ASR和ACR串联,即把ASR的输出当做ACR的输入,再由ACR得输出去控制晶闸管整流器的触发器。

为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入输出限幅功能的PI调节器，且转速和电流都采用负反馈闭环.该方案的原理框图如图所示。

1.2设计要求1。

直流他励电动机：功率Pe ＝22KW ，额定电压Ue=220V ，额定电流Ie=116A ，磁极对数P=2,Ne=1500r/min ，励磁电压220V,电枢绕组电阻Re=0.112Ω，主电路总电阻R ＝0.32Ω，L ∑＝37.22mH （电枢电感、平波电感和变压器电感之和）,电磁系数Ce=0。

138 Vmin ／r ，K s =22，电磁时间常数T L =0.116s,机电时间常数Tm=0.157s,滤波时间常数T on =Tci=0。

00235s,β=0。

67V/A,α=0.007Vmin/v,过载倍数λ＝1。

5，速度给定最大值 10V U n =*电流给定最大电压值10V ，速度给定最大电压值10V 。

2.稳态无静差，电流超调量σi ％≤5％；空载起动到额定转速时的 转速超调σe ％≤10％。

目录摘要 (III)1 调速方案的确定 (1)2 主电路结构形式及组成 (2)2.1 反馈闭环的引入 (2)2.2 转速、电流双闭环的组成 (2)2.3 双闭环调速系统的静特性分析 (4)2.4 双闭环调速系统的动态性能分析 (5)3 主电路元部件确定及参数计算 (8)3.1 可控直流源的设计 (8)3.1.1 可控直流源的选定 (8)3.1.2 整流变压器的计算 (9)3.1.3 晶闸管的选择 (10)3.1.4 平波电抗器的选择 (11)3.2 关于触发电路 (11)3.3 保护电路的设计 (12)3.3.1 晶闸管的过流保护 (12)3.3.2 晶闸管的过电压保护 (12)4 系统的动态设计 (14)4.1 电流调节器的设计 (15)4.1.1 电流环动态结构的简化 (15)4.1.2 电流调节器的参数计算 (16)4.1.3 电流调节器的实现 (17)4.2 转速调节器的设计 (17)4.2.1 电流环的等效闭环传递函数 (17)4.2.2 转速调节器结构的选择 (18)4.2.3 转速调节器的参数计算 (19)4.2.4 转速调节器的实现 (20)4.2.5 稳态指标的校核 (21)4.2.6 转速超调的校核和抑制 (21)参考文献 (23)V-M双闭环不可逆直流调速系统设计1 调速方案的确定直流电动机有良好的起、制动性能，宜于在大围平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中有广泛而重要的运用。

直流电动机的调速方式有很多中，根据调速要求选定。

直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为：Φ-=Ke IR U n (1-1) 式中 n ——转速 (r/min)；U ——电枢电压(V)；I ——电枢电流(A)；R ——电枢回路总电阻(Ω)；Φ——励磁磁通(Wb)；K e ——由电机结构决定的电动势常数。

上式中，K e 是常数，电流I 是由负载决定的，因此调节电动机的转速有三种方法：1) 调节电枢供电电压U 。