双闭环不可逆直流调速系统设计

- 1 - 双闭环不可逆直流调速系统设计 1．设计题目 直流他励电动机：功率Pe＝145KW，额定电压Ue=220V，额定电流Ie=6.5A,磁极对数P=1，ne=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=3.7Ω,主电路总电阻R＝7.4Ω，Ks=27，电磁时间常数TL=0.033s，机电时间常数Tm=0.26s，滤波时间常数Toi=0.0031s，Ton=0.01s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值 8VUim ，速度给定最大值 10 VUn ，β＝0.77V/A，α＝0.007 Vmin／r。设计双闭环不可逆直流调速系统。 2．双闭环不可逆直流调速系统的概述 2．1 什么是双闭环直流调速系统 采用 PI 调节的单闭环系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如要求快速起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。因为单闭环系统中不能随心所欲的控制电流和转矩的动态过程。 为了让电动机在起动过程中只有电流负反馈，没有转速负反馈，达到稳态转速后，又只有转速负反馈，不在让电流负反馈发挥作用，既存在转速和电流两种负反馈又使他们分别在不同阶段起作用，可在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈。两者实现嵌套联接，电流环在里，转速环在外，就形成了双闭环调速系统。 我们知 道 反馈闭环控制系统具 有良 好 的抗 扰 性能，它 对于 被 反馈环的前向 通 道 上 的一 切扰 动作用都 能有效 的加以抑 制。转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很 好 、应 用最广的直流调速系统。它 具 有动态响 应 快、抗 干 扰 能力 强 优 点 。 2．2 转速、电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用 转速调节器在双闭环直流调速系统中的作用：减 小转速误 差，采用 PI 调节器可实现无静差； 对负载变 化 起抗 扰 作用； 其 输 出 限 幅 决 定电动机允 许 的最大电流。 电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用：使电流紧 紧 跟 随其 给定电压的变 化 ； 对电网 的波动起及 时抗 干 扰 作用； 加快动态过程； 堵 转或 过载时起快速自 动保护 作用。 3．系统总体 方 案 设计 3．1 双闭环调速系统工 程设计的一 般 步 骤 ： - 2 - （1）先进行电流内环的设计，再进行速度外环的设计。 （2）对已知系统的固有部分做合理的近似处理，以简化调节器的结构。 （3）根据具体情况选定预期特性，即典型 I 型或典型 II 型系统，并确定串联调节...