于是,ACR的比例系数为
Ki=KI?iR/Ks?=135.1×0.019×41.7/40×4.615=0.58 四、校验近似条件
电流环截止频率:?1ci=KI=135.1s?
晶闸管整流装置传递函数近似条件 1/3T1s=1/3×0.0017s=191.6s?>?ci
满足近似条件。
忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
3?1TT?3?1.123?0.019?62.06s?1<?ci
ml0满足近似条件。
电流环小时间常数近似处理条件 13?1T?13?10.0017?0.002?180.8s?1>?ci sToi满足近似条件。
五、计算调节器电阻和电容
所用运算放大器取R0=40kΩ,各电阻和电容值为 Ri=KiR0=0.58×40=23.2kΩ Ci=?i/Ri=0.019/23.2=0.82μF
Coi=4Toi/R0=4×0.002/40=0.2μF
4.4 转速调节器设计
一、选择电流调节器结构
由于设计要求无静差,故选用PI型电流调节器,其传递函数为W(s)=Ki(?is+1)/?is
转速调节器电路图如图4.4所示。
图4.4 转速调节器电路图
二、确定时间常数
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(1) 电流环等效时间常数1/KI 已知KITΣi=0.5,则
1/KI=2TΣi=2×0.0037s=0.0074s
(2) 转速时间常数Ton。根据所用测速发电机纹波情况,取Ton=0.01s (3) 转速小时间常数TΣn。按小时间常数近似处理,取
TΣn=1/KI+Ton=0.0174s
三、计算转速调节器参数
按跟随和抗扰性能都较好的原则,取h=5,则ASR的超前时间常数为 ?n=hTΣn=5×0.0174s=0.087s
转速开环增益
K2N=(h+1)/2h2T2Σn=6/(2×52×0.0174)=396.4s? ASR的比例系数为
Kn?(h?1)?CeTm6?4.615?0.12?02h?RT?.1237?0.174?1.41
?n2?5?0.004?41.四、检验近似条件
转速环截止频率为
?cn=KN/?1=KN?n=396.4×0.087=34.5s?1 (1) 电流环传递函数简化条件为 13K/T1IΣi=3?135.1/0.0037=63.7s?1>?cn (2) 转速环小时间常数近似处理条件为 13K1I/Ton=3?135.1/0.01=38.7s?1>?cn 五、计算调节器电阻和电容
取R0=40kΩ,各电阻和电容值为 Rn=KnR0=1.41×40=56.4kΩ
Cn=?n/Rn=0.087/56.4×10?6=1.54μF Con=4Ton/R0=4×0.01/40×103=1μF
六、校核转速超调量 由式
?T?nn%?(?CmaxC%)?2(??z)?nnom?bnT
m当h=5时,
?CmaxC%?81.2%,而
b?n?IdnomR1.2?41.7nomC?e0.12?417r/min,因此 ?n?81.2%?2?1.5?4170.1600?01740.123?9.0% 能满足设计要求。
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5.第三章 Simulink仿真
5.1电流环的仿真
校正后电流环的动态结构框图经过化简和相关计算,在matlab中搭建好系统的模型,如图5.1.1:
图5.1.1 电流环的仿真模型图
图5.1.2 电流环的仿真结果图
5.2转速环的仿真
校正后转速环的动态结构框图经过化简和相关计算,在Matlab中搭建好系统的模型,如图5.2.1:
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图5.2.1 转速环的仿真模型图
图5.2.2 转速环的仿真结果图
5.3 双闭环直流调速系统的仿真
转速电流双闭环直流调速系统在Matlab中搭建好系统的模型,如图5.3.1所示:
图5.3.1 转速电流双闭环直流调速系统Matlab仿真模型图
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图5.3.2 双闭环电流仿真结果图
图5.3.3 双闭环转速仿真结果图
通过对仿真结果的分析,双闭环调速系统的工作过程可概括为如下几点:
1.ASR从起动到稳速运行的过程中经历了两个状态,及饱和限幅输出与线性调节状态。
2.ACR从启动到稳态运行的过程中只工作在一种状态,即线性调节状态。 3.所设计系统的电动机起动特性已十分接近理想特性。所以,该系统设对于起动特性来说,已达到预期目的。所设计系统的电动机起动特性已十分接近理想特性。所以,该系统设对于起动特性来说,已达到预期目的。
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