含有電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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1、.課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)班級學(xué)生指導(dǎo)教師題目電力拖動(dòng)自動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)子題含有電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間2012年12月10日至2012年12月21日共2周設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)目的1.通過課程設(shè)計(jì)掌握電流負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法。2.掌握含電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的組成，分析設(shè)計(jì)內(nèi)容。3.根據(jù)實(shí)際情況，掌握設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器的一般方法。4.培養(yǎng)自己科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。設(shè)計(jì)內(nèi)容1.電流截止環(huán)節(jié)的意義和引出方法。2.電流截止環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性有何影響。3.穩(wěn)態(tài)有

2、靜差，怎樣減小靜差。4.動(dòng)態(tài)過程的穩(wěn)定條件如何界定。5.詳細(xì)分析含電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。6.參數(shù)選擇：基本參數(shù)如下：直流電動(dòng)機(jī)：220V，136A，1460r/min，Ce=0.127Vmin/r，允許過載倍數(shù)λ=1.5。晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks=35。電樞回路總電阻：R=0.2Ω。時(shí)間常數(shù)：Tl=0.03s，Tm=0.18s。電流反饋系數(shù)：β=0.05V/A（≈10V/1.5Inom）。轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：α=0.007Vmin/r（≈10V/Nnom）。指導(dǎo)教師簽字：系（教研室）主任簽

3、字：..1總體方案設(shè)計(jì)帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的設(shè)計(jì)方案本文主要分別從介紹電流截止負(fù)反饋和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)出發(fā)，將各自的特點(diǎn)結(jié)合再通過數(shù)字式繪圖進(jìn)行原理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其總的數(shù)字式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有以下部分:1、變壓器部分此部分是將電網(wǎng)電壓引入，再將其設(shè)計(jì)為三種方式的輸出，分別是為電流互感器部分提供電壓的變壓器1，為穩(wěn)壓模塊提供電壓的變壓器3,和為控制信號產(chǎn)生部分提供電壓的變壓器2.2、主電路部分此部分理所當(dāng)然是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分，其當(dāng)中有控制對象——電機(jī)，還有我們主要需要設(shè)計(jì)出的控制晶閘管的開斷信號，當(dāng)

4、然其中的轉(zhuǎn)速反饋電壓也是從此部分輸出。3、電流互感器部分此部分為電流截止負(fù)反饋部分提供反饋電流信號的核心部分，反饋電流信號將從這里引出通過晶閘管從而進(jìn)入主控電路。4、ASR和電流截止部分真?zhèn)€調(diào)速系統(tǒng)的主控部分，這個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性質(zhì)就由這個(gè)部分決定，其中包括了電流截止負(fù)反饋電路和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電路。5、穩(wěn)壓模塊為控制信號模塊和一些其他需要供電的集成模塊器件供電。6控制信號產(chǎn)生部分此部分主要是產(chǎn)生控制前面主電路部分的晶閘管開通與關(guān)斷的，以有效地控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。7、控制信號的放大驅(qū)動(dòng)部分輔助控制信號產(chǎn)生部分，使其

5、產(chǎn)生更精確，更穩(wěn)定的控制信號，以使電機(jī)更好的運(yùn)行。2帶電流截止負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的分析與設(shè)計(jì)n2.1電流截止負(fù)反饋的分析與設(shè)計(jì)問題的提出：（1）起動(dòng)的沖擊電流---..直流電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)時(shí)，如果沒有限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對電機(jī)換向不利，對過載能力低的電力電子器件來說，更是不能允許的。（2）閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突加給定起動(dòng)的沖擊電流---采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突然加上給定電壓時(shí)，由于慣性，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來，反饋電壓仍為零，相當(dāng)于偏差電壓，差不多是其穩(wěn)態(tài)工作值的1+K倍。這時(shí)，由于放大器

6、和變換器的慣性都很小，電樞電壓一下子就達(dá)到它的最高值，對電動(dòng)機(jī)來說，相當(dāng)于全壓起動(dòng)，當(dāng)然是不允許的。（3）堵轉(zhuǎn)電流---有些生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī)可能會遇到堵轉(zhuǎn)的情況。例如，由于故障，機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若無限流環(huán)節(jié)，硬干下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許值。如果只依靠過流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過載就跳閘，也會給正常工作帶來不便。為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過大的問題，系統(tǒng)中必須有自動(dòng)限制電樞電流的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制原理，要維持哪一個(gè)物理量基本不變，就應(yīng)

7、該引入那個(gè)物理量的負(fù)反饋。那么，引入電流負(fù)反饋，應(yīng)該能夠保持電流基本不變，使它不超過允許值。通過對電流負(fù)反饋和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的分析?？紤]到，限流作用只需在起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)應(yīng)讓電流自由地隨著負(fù)載增減，采用電流截止負(fù)反饋的方法，則當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才接入電流負(fù)反饋以限制電流，而電流正常時(shí)僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用控制轉(zhuǎn)速。電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)如下圖：.（a）利用獨(dú)立直流電源作比較電壓（b）利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓..（c）封鎖運(yùn)算放大器的電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)圖1電流截止負(fù)反饋的環(huán)節(jié)圖（a）中用獨(dú)立的直流電源作

8、為比較電壓，其大小可用電位器調(diào)節(jié)，相當(dāng)于調(diào)節(jié)截止電流。圖（b）中利用穩(wěn)壓管VS的擊穿電壓Ubr作比較電壓，線路要簡單得多，但不能平滑的調(diào)節(jié)電流值。圖（c）是反饋環(huán)節(jié)與運(yùn)放的連接電路。系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)：圖2電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的I/O特性圖3帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖由圖2可寫出該系統(tǒng)兩段靜特性的方程式：當(dāng)時(shí)，引入電流負(fù)反饋，靜特性變?yōu)椋海?）圖4帶電流截止負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性靜特性的幾個(gè)特點(diǎn)：（1）電流負(fù)反