電氣傳動可課程設計報告V2

2021-03-03 22:10:41 字數 4432 閱讀 1585

電氣傳動課程設計任務書

1. 實驗物件和操作平台

受控物件為直流電動機-發電機組。控制系統操作台是 ds-ii 型電氣控制系統綜合實驗台

2. 設計指標要求

針對現有平台設計內環為電流環外環為轉速環的雙閉環結構調節器的調速系統。穩態指標為無靜差,動態指標要求,在啟動時,點六朝釣小魚魚5%,空載啟動到額定轉速時的轉速超調量小於10%,系統具有較好的抗干擾能

3. 注意事項

*強電實驗!操作時必須遵守實驗的安全操作規則;

*實驗時不得用手或腳使電機啟動或停轉以免危險;

*電動機勵磁電源一定要接線赴考,防止失磁飛車;

*開環系統不可以階躍啟動應該從零緩慢起調

*出現任何異常必須立即切除試驗台總電源

*在電壓電流轉速閉環一定要確保反饋機型正確以阻止負反饋系統

*除做節約啟動實驗外系統個的負載電阻必須放大到最大值,給定電位器必須退回到靈位後,才能合閘啟動

*接完線後經過老師檢查後可上電。

4.實驗台主要引數

*輸入電源:ac 220v+-10%;50hz+-1hz

*整流變壓器:380v/249v,211v/173v,2kw;

*實驗組機

直流電動機:130sz01;p=350w;unom=110v;nnom=1500rpm;inom=4.1a

直流發電機:同直流電動機

光電脈衝發生器:e6b2-cwz6c

負載變阻器:

19-110歐,電流在19歐時小於6a.

平波電抗器電感值 200mh

無源數顯阻容箱

電阻:0.01~999.99千歐/1w 可調間隔 100歐

電容:0.01~9.99uf/50v 可調間隔 0.01 uf

5.課程設計的目的

*掌握電氣傳動控制系統設計的基本步驟和方法。

*認識和掌握控制器、功率驅動、執行機構、檢測與反饋裝置工作原理和應用。

*掌握用估算、實測的方法測試系統固有引數,設計雙閉環調速系統轉速環和電流環引數。

*掌握除錯系統引數的方法和步驟。

*學習撰寫設計總結報告。

一, 測試電機的機械特性

1. 電路原理圖

2. 實驗步驟

*按原理圖接線,是電路處於最小伏在狀態,給定電壓為零

*老師檢查後上電

*逐漸增大給定電壓使電樞電壓為110v,記錄此時的轉速和電流,操作速度要快

*將負載開關閉合到小負載位置,記錄此時的轉速和電樞電流

*逐漸增大負載,記錄負載電流分別為0.6a~4a區間5個資料對應的轉速

*調整給定電壓,電樞兩端嗲呀為55v重複以上的步驟。

3. 注意事項

*不能階躍啟動

*最小負載啟動

*勵磁電源接軍靠

*負載電流小於4a

*電樞端電壓小於110v

4. 測量資料

5. 資料處理

6. 分析

7. 130sz01 電機引數

轉矩:2300 nm;轉速 1500 rpm;功率 355w 電樞電壓 110v 勵磁電壓 110v 最大點數電流 4.4a ;最大勵磁電流 0.28a ;轉差100 rpm

8. 引數估計

9. 電流連續時電機的動態結構圖

二, 測試電機引數

1. 測試電樞迴路個電阻

1. 電路原理圖

2. 實驗步驟

(1)按圖接線,變阻器採用負載變阻箱,將負載變阻箱上的開關撥到「斷」位置,電阻值為最大值。轉動電機電樞。

(2)先合電源開關,確保給定電壓值為「0」,方可閉合主控開關。開環電路實驗,防止直流電動機直接啟動。

(3)緩慢調節給定電壓,整流裝置輸出電壓

調節變阻器使讀取電樞電流和變阻器電壓值。

(4)在給定電壓不變的條件下,調節變阻器,重新讀取電流、變阻器電壓電壓值。

(5)聯立方程,計算出電樞迴路總電阻r。

(6)將給定電壓減為「0」,關斷主控開關,再關斷電源開關

(8)短接電樞兩端,重複上述步驟,得到的電樞迴路電阻r』,即不包括電樞電阻的電阻。ra=r-r』

(9)短接電樞和電抗器兩端,重複上述步驟,即可得到平波電抗器直流電阻rl。 rl=r』-r』』 (注意此時的電流)

(10)rn=r-ra-rl

3.測量資料

3. 測試電機時間常數

(1)測量原理

要確定機組機電時間常數首先要需要先知道包括拖動電動機、負載發電機、測速發電機等同軸聯接的各類機電裝置在內的整個電力拖動系統運動部分的總飛輪轉矩、拖動電動機的電勢常數和轉矩常數。

根據電磁轉矩平衡方程式,測試飛輪轉矩

找乙個可以方便測量和計算電磁轉矩。找乙個特殊的負載,可以方便測量和計算負載轉矩。

(2)引數的測量

實驗電路原理圖

實驗步驟

*按原理圖接好線路,電動機勵磁電壓為110v

*緩慢調節給定電壓,使轉速不斷的增加到額定的穩態轉速1500rpm,記錄整流電壓ud,點數電流io和轉速n

*測取點數電壓ud和點數電流id然後去掉uct同時用示波器觀察n=f(t)的曲線記錄轉速從額定轉速到停轉的時間

*將穩態轉速設為1600rpm重複以上步驟

測量資料

3) 的測量

原理:電動機加額定勵磁並空在執行,則負載電流為零轉速和電樞兩端的電壓關係為

該點數電壓分別為ud1和ud2讀取相應的轉速n1 和n2.

4. 電磁時間常數

5.電流反饋係數的測試

5. 轉速反饋係數

6. 注意事項

(1)實驗中應該使ud和id波形連續避免電機進入不連續執行區

(2)電機卓轉時大電流測量時間要斷防止電機過熱

(3)為了防止電樞中有過大的電流衝擊,每次要緩慢增加給定電壓

(4)實驗中電阻首先改到最大最大的位置然後按照需要進步減小阻止以防止過流

(5)每一次啟動電動機前給定電壓電壓必須為零後才能閉合開關,防止過流。

三, 調節器的設計

1. 設計要求

(1) 穩態指標 :無靜差

(2) 動態指標電流超調量空載啟動到額定轉速時的超調量

對雙閉環調速系統,設計有內環開始根據電流控制要求,確定應該將電流環校正成那種典型系統,然後按照調節物件選擇調機器反其引數,做好電流環設計後,將電流環等效成乙個小慣性環節,作為轉速換的乙個組成部分,然後用相同的方法再改轉速換的設計。

2. 調節器引數設計

(1) 測試調節器的記性和限副值

雙閉環調速系統為負反饋系統,電流環和轉速換均為負反饋控制。對電流內環其輸入為轉速調節器asr的輸出,輸入機型為負的,反饋訊號應該選擇正極性端,對於轉速外環由於輸入為正極性古負反饋訊號應該選擇負極性端。

反饋訊號極性測試方法,電動機開環情況下執行,負載電流為1a轉速為1000rpm,用萬用表電壓檔即可測試兩個反饋埠的極性。

測得系統電流反饋係數系統組大電流為4a,故將轉速調節器的限副取為轉速反饋係數輸出轉速為故電流調節器的先複製為實際取

(2)取電流濾波常數轉速濾波常數整流裝置帶後時間常數 ts=1.7ms

(3)電流環設計

因為在實際系統中電磁時間常數tl 遠小於極點時間常數tm,故電流的調節過程要比轉速變化過程快得多,在電流調節器asr的調節過程可近似認為反電勢基本不變。這樣在設計電流環時可以暫時不考慮反電動勢的變化的動態作用而將電動勢反饋斷開,結構圖可變為:

把給定濾波和反饋濾波兩個環節等效移入環內,最後ts和toi都比tl小得多,可以當做乙個小慣性環節處理,等效成乙個慣性環節,如下圖:

電流調節器acr 結構選擇。根據任務書

因此電流調節器可化為典型i型系統去設計,根據簡化後的被控物件的傳遞函式,電流調節器可選用pi調節器,傳遞函式為:

為了讓調節器零點,對消被控物件的大事件常數極點,選擇ti=tl,則電流環的動態結構圖為:

電流調節器引數選擇。電流調節器的超前事件常數ti=tl=0.027s.按要求

故取因此有

電流調節器比例引數為

近似條件檢驗。電流環交接頻率閘流體裝置傳遞函式近似條件為;

小慣性環節近似處理條件:

(3) 轉速環的設計

再設計轉速環時以設計好的電流環可以看做是轉速調節系統中的乙個環節

根據校正成典型i型系統的電流環動態結構其閉環傳遞函式為

整個調節系統的動態結構圖如下

把給定濾波和反饋濾波環節等效移入環內,同時將給定訊號改為

把結構圖改為單位負反饋,再把時間常數tom和則結構可簡化為下圖,近似處理條件是

轉速調節器結構的選擇。為了實現無靜差,必須在擾動作用點之前設計乙個積分環節。在轉速換種已經有了乙個積分環節,故從靜態無靜差考慮需要ii型系統,從動態效能上看,考慮轉速調節器飽和非線性後,調速系統的跟隨效能與康擾動效能是一致的。

而典型ii型系統具有較好的康擾動效能。所以轉速環按典型ii型系統設計。

要把轉速環校正成典型ii型系統,轉速調節器asr把也能夠改採用pi調節器,其傳遞函式為:

轉速調節器引數選擇。按跟隨效能和康擾動效能最好的原則取

轉速調節器asr的超前時間常數為

轉速開環增益為

電氣傳動控制系統設計報告

目錄1 設計任務書 2 1.1 設計內容及要求 2 1.2 設計引數 2 1.3 設計目的 2 2變頻調速控制系統概述 2 3 方案設計 3 3.1 變頻器選型及概述 3 3.2 功能圖及變頻器引數設定 7 3.3 變頻調速控制系統的硬體 軟體配置 10 3.4 變頻調速控制系統的網路結構 10 4...

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