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1、目 录摘要-1英文摘要-2引言-31 他励直流电动机的调速-41.1 他励直流电动机-4 1.2 他励直流电动机的调速方法-41.3 他励直流电动机的调压调速-42 双闭环调速系统的组成及静特性-52.1 开环和闭环的区别-52.2 单闭环调速系统存在的问题-62.3 双闭环调速的原理和稳态结构及其静特性-63 双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析-93.1 双闭环直流调速系统的数学模型-93.2 起动过程分析-93.3 动态抗扰性能分析-113.4 转速和电流两个调节器的作用-124 调节器的工程设计方法-124.1 工程设计方法的基本思路-134.2 电流环和转速环的设计和主要参数的
2、选择-135 转速、电流双闭环调速系统的设计实验-165.1 调节器的设计思想-165.2 实验步骤-175.3 双闭环直流调速系统的系统保护-18结论-19谢辞-20参考文献-21摘 要本文先简要描述了开环系统与闭环系统的区别，单闭环系统和双闭环系统的区别和联系，通过对双闭环直流调速的适用现状的描述，给出了双闭环直流调速的原理，动态数学模型，动态抗扰能力分析及其静、动态品质和电流环及转速环的设计和主要参数的选择，简要介绍了电流和转速的PI调节器的设计，稳态结构和静特性，电流和转速的调节器的作用。按照电力拖动系统设计的依据及建立调节器工程设计方法所遵循的原则及工程设计的基本思路，设计了双闭环晶
3、闸管不可逆直流调速系统实验，并在实验中了解双闭环不可逆直流调速系统的原理、组成；掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。特别是电流反馈系数，转速反馈系数的整定，转速调节器ASR、电流调节器ACR的调试。关键词：电流环，转速环，双闭环，抗扰性能ABSTRACTThis article briefly described the open system and the closed-loop system differences first, the single closed-loop system and the double closed-loop system diffe
4、rences and relation, through the double closed loop direct current velocity modulation suitable present situations description, give produced the double closed loop direct current velocity modulation principle, the dynamic mathematical model,dynamic immunity performance and its is static, the dynami
5、c quality and the electric current link and the rotational speed loop design and the main parameter choice, briefly introduced the electric current and the rotational speed PI regulator design, the stable state structure and the static characteristic, the electric current and the rotational speed re
6、gulator function. According to the electric power which the system design the basis and the establishment regulator engineering design method follows, has designed the double closed loop crystal thyratron irreversible direct current velocity modulation system experiment, and understands the double c
7、losed loop irreversible direct current velocity modulation system in the experiment the principle, the composition; Grasps double closed loop irreversible direct current velocity modulation system the debugging step, the method and the parameter installation. Specially current feedback coefficient b
8、eta, rotational speed feedback factor alpha installation, rpm control ASR, current regulator ACR debugging. Keywords: current loop, speed loop, double closed-loops,immunity performance引言在电力拖动系统中,应用比较普遍的是自动调速系统,而直流电机以其良好的启动,制动性能,大范围地平滑调速,广泛应用于造纸机、矿井卷扬机、轧钢厂等领域1。直流电机的转速 n = (U - IR) / KyU 电枢电压I 电枢电流R 电
9、枢总电阻y 励磁磁通 K直流电机本身电势磁数,等于常数所以要改变直流电机的转速n ,可以通过改变R、y或U ;但对于大范围无级调速的系统来说,调整U最好,特别对双闭环调速系统。双闭环直流调速系统具有良好的稳态和动态性能,结构简单,工作可靠,而且设计也比较方便,因此它已成为应用非常广泛的一种调速系统。目前,双闭环直流调速系统的速度调节器一般都采用比例积分(PI)调节器,它的参数按工程设计法设计2,而且系统的动态性能指标以中频段宽度h=5为最好。一般来说,它能够满足大多数工业传动系统的要求。 对双闭环直流调速系统,目前所采用的工程设计方法,多是沿用了对随动系统的动态设计方法,亦即主要是从跟随性能着
10、手去进行设计的，在设计过程中,把电动势E看成恒量,进而把E略而不计，但调速系统是恒值控制系统,对恒值控制来说,主要是抗扰性能，对抗扰性能来说,当负载变化时,实际上存在着两个闭环,一个是电动机内部电动势E构成的闭环,另一个是由转速负反馈和速度调节器构成的速度闭环，由公式Id=(Vd0-E)/(L dS + R)可见,当负载增加,转速下降时,首先是电动势E下降,促使电流上升;然后才是速度环的调节作用,使Ud0上升,并进一步使电流上升,从而使转速回升3。双闭环直流调速系统是目前直流调速系统中的主流设备，具有调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点，在理论和实践方面都是比较成熟的系统，在拖动领域中发挥着
11、极其重要的作用4。综上所述，双闭环调速具有很多优点，以下先简要简述他励直流电动机的特点。1 他励直流电动机的调速51.1 他励直流电动机UaIaUfIfM他励直流电动机是一种励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他电源对励磁绕组供电的直流电机，如图1.1所示。 图1.1 他励直流电动机1.2 他励直流电动机的调速方法他励直流电动机分为电枢回路串电阻调速，改变电枢端电压调速，弱磁调速三种。电枢回路串电阻调速经济指标较低，所需投资多，效率低。而在弱磁调速中，在低速时，较大，电动机的体积及耗费的材料多，显得很不经济。如果励磁电路突然断线，变成很小的剩磁，此时不仅使电枢电流大，而且由于严重弱磁，转速上升到飞速转速，甚至可以把电枢破坏。基于以上两种调速缺点，他励直流电动机多用调压调速，以下介绍调压调速。1.3 他励直流电动机的调压调速直流电机往往是由单独的可调整流装置供电的，目前用的最多的可调整流电源是晶闸管整流装置，如图1.2所示。降低电源电压的调速系统的机械特性方程式为n = U0/ Ce-(Ra+ R0)T/Ce CT2其中 U0整流电压，R0整流装置内阻改变U0可的一组平行的特性，如图1.3所示。n0与U0成正比，并具
