双闭环直流可逆调速系统建模与仿真

武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书

3.3转速调节器

3.3.1转速调节器设计

含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器如图3-4所示：

图3-4 含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器

*其中Un为转速给定电压，??n为转速负反馈电压，Ui*：调节器的输出是电流调节器

的给定电压。

3.3.2转速调节器参数选择

1.确定时间常数 1）电流环等效时间常数

1?2T?i?2?0.0037s?0.0074s KI2）转速滤波时间常数本设计初始条件已给，即Ton?0.012s 3）转速环小时间常数T?n?2.选择转速调节器结构

按照设计要求，选用PI调节器，其传递函数为

1?Ton?0.0074s?0.012s?0.0194s KIWn(s)?Kn(?ns?1)Kn?R(?ns?1)??

?nsCeTms(T?ns?1)?n?CeTms2(T?ns?1)13

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3.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?hT?n?5?0.0194s?0.097s

转速开环增益KN?h?15?1?2?2 ?s?318.8s22222hT?n2?5?0.0194ASR的比例系数为Kn?4.检验近似条件 转速环截止频率?cn?(h?1)?CeTm(5?1)?0.0186?0.1275?0.12??11

2h?RT?n2?5?0.00533?0.15?0.0194KN?1?KN?n?318.8?0.097s?1?30.9s?1

1）电流环传递函数简化条件为

1KI1135.1?1?s?63.7s?1??cn

3T?i30.0037满足简化条件。

2）转速环小时间常数近似处理条件为

1KI1135.1?1?s?35.37s?1??cn

3Ton30.012满足简化条件。

5.计算调节器电阻和电容 取R0?40k?，则

Rn?KnR0?11?40k??440k?，取33k?

Cn??nRn?0.097F?0.206uF，取1.5uF 3470?10Con?4Ton4?0.012?F?1.2uF，取0.3uF R040?1036.校核转速超调量

当h?5时，?n?37.6%，不能满足设计要求。应按ASR退饱和的情况重新计算超调量。

7. 按ASR退饱和重新计算超调量

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过载倍数??IdmIdbl??1.5 IdNIdN17.5?1.5?C?nT0.0099?n?2(max)(??z)*N?n?2?81.2%?2?0.1327??1.16%?8%

CbnTm15000.365能满足设计要求。

3.4转速检测电路设计

转速的检测可把Un接到一个测速发电机上即可检测转速，如图3-5所示：

RP4UnTGU2.

图3-5 转速检测电路

3.5电流检测电路设计

使用霍尔电流传感器可以检测电流，把Ui接到霍尔传感器上。霍尔效应传感器，可以测量任意波形的电流和电压。输出端能真实地反映输入端电流或电压的波形参数。如图3-6所示：

图3-6 电流检测电路

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4系统建模与仿真

4.1 传递函数

根据以上的计算可以写出各个部分的传递函数，传递函数如下： 转速调节器：

WASR(s)?转速滤波：

11(0.097s?1)11s?113.4?

0.097ssWTon(s)?11 ?Tons?10.012s?1电流调节器：

WACR(s)?电流滤波：

1.008(0.037s?1)1.008s?27.238?

0.037ssWToi(s)?11 ?Tois?10.002s?1电力变换装置：

WS(s)?电压与电流间的传递函数：

Ks40 ?Tss?10.0017s?1WS2(s)?1/R1/0.156.6667 ??Tls?10.03s?10.03s?1电流与电动势之间的传递函数：

WS1(s)?转速反馈传递函数：

R0.15 ?Tms0.12sWnf(s)?电流反馈传递函数：

a0.00533?

Tons?10.012s?1Wif(s)??Tois?1?0.0186

0.002s?1

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