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所以选用转速电流双闭环系统结构 。
直流双闭环调速系统中设置了两个调节器, 即转速调节器(ASR)和电流调节器(ACR), 分别调节转速和电流, 即分别引入转速负反馈和电流负反馈 。
两者之间实行嵌套连接 , 且都带有输出限幅电路 。
转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值;电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的 。
13、最大输出电压 。
由于调速系统的主要被控量是转速, 故把转速负反馈组成的环作为外环, 以保证电动机的转速准确跟随给定电压, 把由电流负反馈组成的环作为内环, 把转速调节器的输出当作电流调节器的输入 , 再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE , 这就形成了转速、电流双闭环调速系统 。
如图2-1所示:图2-1 直流双闭环调速系统为了获得良好的静、动态性能 , 转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器 。
这样构成的双闭环直流调速系统 。
如图 2-2图2-2 转速和电流双闭环直流调速系统原理图电动机的转速由给定电压usn 决定, 速度调节器ASR 的输入偏差电压为uSR=usn- ufn, ASR 的输出电压us 。
14、i 作为电流调节器ACR 的给定信号( 其输出的限幅值Usim 决定了电流调节器给定电压的最大值) ;
电流调节器ACR 的输入偏差电压为uCR=- usi+ufi, ACR 的输出电压UC 作为触发电路的控制电压( 其输出的限幅值Ucm 决定了晶闸管整流输出电压的最大值) 。
改变控制电压UC, 就能改变触发器控制角及整流输出电压Ud0, 相应地也就改变了电动机的转速, 达到调速的目的 。
2.4 双闭环系统的抗干扰分析由于转速环和电流环都采用了PI 调节器, 其主要特征是静态基本无误差, 动态抗扰动能力强 。
直流双闭环调速系统由给定电压、转速调节器、电流调节器、三相集成触发器、三相全控桥、直流电动机 。
15、及转速、电流检测装置组成 , 其中主电路中串入平波电抗器 , 以抑制电流脉动 , 消除因脉动电流引起的电机发热以及产生的脉动转矩对生产机械的不利影响 。
3直流双闭环调速系统电路设计3.1晶闸管-电动机主电路的设计3.1.1主电路设计晶闸管-电动机调速系统(V-M系统)主电路原理图如图3-1所示:图3-1 V-M系统主电路原理图图中VT是晶闸管可控整流器 , 它由三相全控桥式整流电路组成 , 如图3-2所示:图3-2 三相全控桥式整流电路通过调节触发装置GT的控制电压来移动脉冲的相位 , 即可改变平均整流电压 , 从而实现平滑调速 。
3.2整流变压器的计算3.2.1 U2的计算U2=(12)Ud/(AB)A:理想情况下 , =0时 。
16、整流电压Ud0与二次电压U2之比 , 即A=Ud0/U2 。
B:延迟角为时 , 输出电压Ud与Ud0之比 。
即B=Ud/Ud0 。
:电网波动系数 。
通常取=0.9 。
查资料得:A=2.34,=0.9,取=10 , B=cos=0.985,U2=(12)230v/(2.340.90.985)=111133,取U2=120v,电压比K=U1/U2=398/120=3.32 。
3.2.2一次和二次相电流I1和I2的计算 。
查资料得:Ki1=0.816,Ki2=0.816,I1=1.05Ki1Id/K=(1.050.81618.25)/3.32=4.7AI2=Ki2Id=0.81618.25=14.9A3.2.3变压器的容量计 。
17、算 。
S1=3U1I1=(33984.7)kvA=5.6kvA,S2=3U2I2=(312014.9)kvA=5.4kvA,S=1/2(S1+S2)=1/2(5.6+5.4)kvA=5.5kvA,考虑励磁功率PL=(2301.045)w=0.24kw,取S1=5.6kvA,S2=5.4kvA,S=5.5kvA,I1=5A,I2=15A 。
3.3晶闸管元件的选择3.3.1晶闸管的额定电压Utn=(23)Um=588882V取Utn=700V 。
3.3.2晶闸管的额定电流查资料得:K=0.367,It(av)=(1.52)KIdb=(1.52)0.3671.218.25A=12.116.07A,取It( 。
18、av)=20A,故选Kp(3G)20晶闸管元件 。
3.3.3晶闸管保护环节的计算交流侧过电压保护 。
(1)阻容保护耐压1.5Um选CZJD-2型金属化纸介电容器 , 电容量20uF,耐压250V 。
可选4.3w,8w金属膜电阻 。
(2)压敏电阻Rv1的选择取230V,电流量取5kA,故选用MY-220/5的压敏电阻作交流侧浪涌过电压保护 。
直流侧过电压保护 。
选MY-450/3作直流侧过电压保护 。
(3)晶闸管两端的过电压保护查资料得:C2=0.15uF,R2=8电容耐压选CZJD-2型金属化纸介电容量 , 电容量0.22uF,耐压400V 。
取R2=43,1w金属膜电阻 。
(4)过电流保护快速熔断器的选择 。
接有电抗器 。
19、的三相全控桥电路 , 通过晶闸管电流有效值故选用RCS-20的熔断器 , 熔断电流为20A 。
过电流继电器的选择 。
负载电流18.25A , 选用吸引线圈电流为20A的JL14-11ZS型平动复位直流过电流继电器 , 整定电流可取1.2518.25A=23A 。
3.4转速、电流调节器的设计转速、电流双闭环调速系统的动态结构图如图3-3所示:图3-3 直流双闭环调速系统动态结构图由于电流检测信号中常含有交流分量 , 为了不使它影响到调节器的输入 , 需加低通滤波 。
稿源:(未知)
【傻大方】网址:/a/2021/0902/0024074449.html
标题:电气|电气自动化专业毕业设计(论文)冶金行业直流电动调速系统( 三 )