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1、中北大学电力拖动自动控制系统课程设计说明书学生姓名：学号：学 院：信息与通信工程学院专 业：自动化题 目：双闭环V-M调速系统中主电路，电流调节器及转速调节器的设计指导教师：_2011年8月25日中北大学电力拖动自动控制系统课程设计任务书11/12学年第一学期学院：信息与通信工程学院专业：自动化学生姓名：学号：_课程设计题目：双闭环V-M调速系统中主电路，电流调节器及转速调节器的设计起迄日期： 8月22日8月26日课程设计地点：中北大学指导教师：下达任务书日期：2011年08月22日课程设计任务书一、设计题目：双闭环V-M调速系统中主电路，电流调节器及转速调节器 的设计。二、已知条件及控制对象
2、的基本参数：(1)已知电动机参数为： =3kW，u =220V，i =17.5A， n =1500r/min，电枢绕组电阻 r =1.25Q，gD2=3.53n即2。采用 三相全控桥式电路，整流装置内阻R =1.3 Q。平波电抗器电阻 r =0.3q。整流回路总电感L=200mH。(2)这里暂不考虑稳定性问题，设ASR和ACR均采用PI调 节器，ASR限幅输出u*= 8V，ACR限幅输出u =8V，最大给 定u* =10V，调速范围D=20，静差率s=10%，堵转电流 I =2.11，临界截止电流i =21 。dblnomdcr nom(3)设计指标：电流超调量6 % 5%，空载起动到额定转速
3、i时的转速超调量6 10%，空载起动到额定转速的过渡过程时间 t 10T右 0.0037但由于对电流超调量有较严格要求，而抗扰指标却没有具体要求，因此电 流环仍按典型I型系统设计。电流调节器选用PI调节器，其传递函数为匕 瓦 Vtl3）选择电流调节器参数积分时间常数:匚一劣5%，取电流环开环增益为:1K =_11 勺(2x0.0037)T = 135.14电流调节器比例系数为:AT. = A了 A = 13 5.1 -I x0.07x2.85.3 270.218x37.84 -取调节器的输入电阻R0=20K，则电流调节器的各参数为:% =玦 7?, =3.27 x 20k=60,54 kQ ,
4、取 62 kQ答普“5,取F,取 2OxlO3根据上述参数可以达到的动态指标为:& t%=4,3%25如果调节器按下述条件选择参数，系统即被校正为三阶最佳闭环调节系统= 4孩K =.=些应4T1 毫夫所得调节器参数为- 47；1? = C=4 X 0.01 74s=0.0696sl 0.132x0.162x0.218及= =;2x0,0174x0,0067x2.85R0=20k，比 K_ 过、一 20 k !4i L_ 2耳乂 R -130 kC2 , mu CT -0.54 li 上， 凡取Cn=0.47uF，给定滤波器的时间常数为0.0696S1当转速调节器采用上述参数，并在输入端加给定滤
5、波器 I后，系统可以达 到的动态指标为：转速最大超调量5 =8.1%，过渡过程时间ts=16.4X0.0174s=0.265s。III两种设计方法的分析比较(1) 西门子设计方法中的二阶最佳系统，与工程设计方法中的典型I型系统 在结构上是一样的。前者选择参数的条件，相当于典型I型系统中选12KT 的情 况。(2) 西门子设计方法中三阶最佳系统与工程设计方法中的典型II型系统在结 构上是一样的。前者选择参数的条件，相当于典型II型系统中选中频宽h=4的情 况。(3) 西门子设计方法的主要缺点是转速超调量计算未考虑ASR饱和，因此给出 的5过大；再采用较大时间常数的给定滤波，并不能减小5，因此只要
6、ASR 饱和，此滤波环节对抑制超调就无作用。此外，西门子方法没有给出参数变化 时系统动态性能的变化趋势，这就给现场调试带来一定困难。二、设计心得:这次电力拖动自动控制系统历时一个星期，在整整一个星期的日子里，可 以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前 所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。1. 学习是没有止境的。在做这个课程设计之前，我一直以为自己的理论知识学的 很好了。但是在完成这个设计的时候，我总是被一些小的，细的问题挡住前进的 步伐，让我总是为了解决一个小问题而花费很长的时间。最后还要查阅其他的书 籍才能找出解决的办法。并且我在做设计的过
7、程中发现有很多东西，我都还不知 道。其实在计算设计的时候，基础是一个不可缺少的知识，但是往往一些核心的 高层次的东西更是不可缺少。2. 多和同学讨论。我们在做课程设计的工程中要不停的讨论问题，这样，我们可 以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是 为了方便最后程序和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，他还可以深入的讨论 一些技术上的问题，这样可以使自己的人处理问题要快一些。3. 多改变自己设计的方法。在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方 法，这样可以方便自己解决问题。三、参考资料：1黄俊.电力电子变流技术.北京：机械工业出版社，2陈伯时.电力拖动自动控 制系统.北京：机械工业出版社。
