南京工业大学生产实习报告—十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计 - 图文

图1.4 MC787组成的三相触发电路原理接线图

图1.4的三相触发电路原理接线图，可作为触发三相全控桥或三相交流调压晶闸管电路。其中三相电压的零线和电源共地，同步电压经RC组成的T形网络滤波分压，并产生30°相移，经电容耦合电路取得同步信号，电路输出端采用等值电阻进行1/2分压，以保证对称。输出端由大功率管驱动，可配接脉冲变压器触发晶闸管。

1.5 控制电路的计算

1.5.1 给定电源和给定环节的设计

根据电路要求，选用稳压管、晶闸管、集成稳压管等组成，本设计采用集成稳压管的可调输出电路。

由于放大器输出电压和输出电压极性相反，而触发器的移相控制电压VC又为正电压，故给定电压UG就为负电压，而一切反馈均取正值，为此给定电压与触发器共用一个15V的电源，用一个2.2KΩ,1W电位器引出给定电压。 1.5.2 转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静态参数设计

（1）测速发电机的选择 有电机参数可知选用的直流测速发电机的参数有:额定电压ETG=40V,nTG=2000r/min 负载电阻RTG=2KΩ的电位器。由于主电动机的额定转速为1450r/min ,因此，测速发电机发出最高电压为29V，给定电源15V,只要适当取反馈系数α，即可满足系统要求。

（2）转速负反馈环节 设转速反馈滤波时间常数：Ton=0.01s,则转速反馈系数

α=Un*/nN=15/1450=0.01V?min/r

（3）电流负反馈环节 设电流反馈滤波时间常数：Toi=0.02s,则电流反馈系数

β=0.05V/A (4)调速系统的静态参数

电动机电动势常数 ： CeΦ=

UN?INRa230-209*0.3==0.115

1450nNnNs1450*5%==7.63r/min

D?1?S?10(1?5%)按要求调速系统的静态速降：△nN=

1.6 双闭环直流调速系统的动态设计

(1)电流调节器的设计

1）确定时间常数 在三相桥式全控电路有： 已知Ts?0.0017s，Toi?0.002s，所以电流环小时间常数

T?i?Ts?Toi=0.0017+0.002=0.0037S。 2）选择电流调节器的结构

因为电流超调量?i?5%，并保证稳态电流无静差，可按典型Ⅰ型系统设计

电流调节器电流环控制对象是双惯性型的，故可用PI型电流调节器

WACR?s??Ki??is?1?。 ?is Ki???电流调机器的比例系数 ?i???电流调节器的超前时间系数 3）电流调节器参数计算：

电流调节器超前时间常数Ti=Tl=0.03s，又因为设计要求电流超调量

?i?5%，查得有KI?T?i=0.5，所以KI=

0.5T?i=

0.5?135.1S?1，电枢回路总

0.0037电阻R=2Ra=0.6Ω，所以ACR的比例系数 Ki?KI?R??i135.1?0.03?0.6?3.24 =

15?0.05Ks??4）校验近似条件

电流环截止频率Wci=KI=135.1S。 晶闸管整流装置传递函数的近似条件：

11??196.1S?1 > Wci，满足条件。 3Ts3?0.0017?1忽略反电动势变化对电流环动态影响条件： 311?3??12.792S?1?Wci，满足条件。 Tm?Tl1.84?0.03电流环小时间常数近似处理条件：

111??1?180.8S?1?Wci3Ts?Ti30.0017?0.002，满足条件。

5） 计算调节器的电阻和电容

取运算放大器的R0=40k?，有Ri?Ki?Ro=4.32?40=511.68k?，取172.8k?,取

180

k?，

Ci??iRi?0.03?0.17?F180k?，

取

，取0.,2?F，

Coi?4Toi4?0.002??0.2?FR040k?0.2?F。故

WAKi??i?1?3..24??0.03s?1??s??=，其结构图如下所示： CR?is0.03s

图1.5 电流调节器

(2) 转速调节器的设计 1） 确定时间常数：

有KI?T?i?0.5,则

1?2T?i?2?0.0037s?0.0074s，已知转速环滤波时间KI1?Ton?0.0074?0.01?0.0174s。 KI常数Ton=0.01s，故转速环小时间常数T?n?2）选择转速调节器结构：按设计要求，选用PI调节器

Kn??ns?1?WASR?s??

?n?sKN???转速调节器的比例系数

?n???转速调节器的超前时间常数

3）计算转速调节器参数：

按跟随和抗干扰性能较好原则，取h=4,则ASR的超前时间常数为：

?n?hT?n?4?0.0174?0.0696s，

转速环开环增益 KN?h?15??516.1s?1。 22222hT?n2?4?0.0174ASR的比例系数为：Kn?4）检验近似条件 转速环截止频率为Wcn??h?1??Ce?Tm2h?RT?n?5?0.05?0.115?1.84?67.86。

2?4?0.007?0.8?0.0174KN?KN??n?516.1?0.0696?35.92。 W1

电流环传递函数简化条件为

1KI1135.1??63.7s?1?Wcn，满足条件。

3T?i30.00371KI1135.1??38.7s?1?Wcn，满足

3Ton30.01转速环小时间常数近似处理条件为：近似条件。

5）计算调节器电阻和电容：

取R0=40k?，则Rn?Kn?R0?67.86?40?2714.4k?，取3000k?。

Cn??nRn?0.0696?0.0232?F，取0.1?F

3000k?Con?4?0.01?1?F，取1?F。

40k??