直流双闭环调速系统(5)

2019-04-14 13:23

式中电动势常数 Ce?

UN?INRa220?6.5?3.7V.min/r ??0.131nN15004.检验近似条件

转速截止频率为

K ?cn?N?KN?n?306.1?0.099s?1?30.3s?1

?1(1)电流环传递函数简化条件为

1KI1102.04?1?s?48.1s?1??cn 满足简化条件 3T?i30.0049(2)转速环小时间常数近似处理条件为

1KI1102.04?1?s?33.7s?1??cn 满足近似条件

3Ton30.015.计算调节器电阻和电容

根据图5-4 所示,取R0?40k?,则

Rn?KnR0?10.23?40k??409.2k? 取410k?

Cn?0.099F?0.241?10?6F 取0.3uF 3Rn410?104T4?0.01Con?on?F?1?F 取1?F 3R040?10? ?n

图5-4 含滤波环节的PI型转速调节 器

6.校核转速超调量 当h=5时,查表5-2典型?型系统阶跃输入跟随性能指标得,

?n?37.6%,不能满足设计要求。实际上,由于表5-2是按线性

系统计算的,而突加阶跃给定时,ASR饱和,不符合线性系统的

前提,应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。

表5-2 典型II型系统阶跃输入跟随性能指标(按Mrmin准则确定参数关系)

h ? 3 4 5 6 7 8 9 10 52.60% 43.60% 37.60% 33.20% 29.80% 27.20% 25.00% 23.30% 2.4 2.65 2.85 9.55 3 10.45 3.1 11.3 3.2 3.3 3.35 14.2 12.25 13.25 tr/T ts/T 12.15 11.65 k 3 2 2 1 1 1 1 1

表5-3 典型II型系统动态抗扰性能指标与参数的关系 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ?Cmax/Cb 72.20% 77.50% 81.20% 84.00% 86.30% 88.10% 89.60% 90.80% tm/T tv/T 2.45 2.70 2.85 8.80 3.00 3.15 3.25 3.30 3.40 13.60 10.45 12.95 16.85 19.80 22.80 25.85 设理想空载起动时,负载系数Z?0,已知IN?6.5A,,

nN?1500r/min,??1.5,R??11.1?,Ce?0.131V.min/r,Tm?0.26s,T?0.0198s。当h?5时,由表5-3查得,?Cmax/Cb?81.2%而调速

?n系统开环机械特性的额定稳态速降

maxbmax ?n???C??n*?2??Cbb?????C??n??C??nNT?n?(??Z) ?n*Tm?式中 电机中总电阻 R?11.1?

调速系统开环机械特性的额定稳态速降

IR6.5?11.1?nN?N??550.7r/min

Ce0.131n*为基准值,对应为额定转速nN?1500r/min

根据式(6-24)计算得

550.70.0198?n?2?81.2%?1.5???6.81%?10% 能满足设计要求

15000.267. 校核动态最大速降

设计指标要求动态最大速降?n?8%~10%。在实际系统中,?n可

?n定义为相对于额定转速时的动态速降max。

nN?Cmax由, ?nmax??nbCb

?nb?2???z?T?n0.0174?nN?2?1.9??383.1?120.6r/min; Tm0.21?Cmax查表知,=81.2%,

Cb所以 ?nmax?81.2%?120.6/100?97.9r/min

?n97.9?n?max??100%?8.2%?10% 能满足设计要求

nN1200若退饱和超调量?n?10%,则不满足动态指标要求,需加转

8. 转速超调的抑制

速微分负反馈。加入这个环节可以抑制甚至消灭转速超调,同时

可以大大降低动态速降。

在双闭环调速系统中,加入转速微分负反馈的转速调节器原理图如图5-5所示。和普通的转速调节器相比,在转速反馈环节上并联了微分电容Cdn和滤波电阻Rdn,即在转速负反馈的基础上再叠加一个带滤波的转速微分负反馈信号。

图5-5 带转速微分负反馈的转速调节器

含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图如下图5-6所示:

图5-6 含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图

转速微分负反馈环节中待定的参数是Cdn和Rdn,其中转速微分时间常数?n?R0Cdn,转速微分滤波时间常数是以选定,

Todn?RdnCdn?Ton,只要确定?dn,就可以计算出Cdn和Rdn了。

由工程设计方法,近似计算公式得:

?dn

2?n*Tm4h?2 ?T?n?h?1(??z)?nN设计总结

参考文献

[1] 朱仁初,万伯任.电力拖动控制系统设计手册[M].北京:机械工业出版社,1994. [2] 王兆安,黄俊.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3] 陈伯时. 电力拖动自动控制系统-运动控制系统[M],第三版. 北京:机械工业出版社, 2007年6月.

[4] 孔凡才.晶闸管直流调速系统[M].北京:北京科技出版社,1985. [5] 段文泽,童明倜.电气传动控制系统及其工程设计[M].四川:重庆大学出版社,1989.10.


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