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直流调速在横移链床的应用(梯形图+结构框图+电路原理图) 第5页

更新时间:2010-6-4:  来源:毕业论文
直流调速在横移链床的应用(梯形图+结构框图+电路原理图) 第5页
系统的总体结构MPI PLC -300 
PC机    PROFIBUS-DP   直流调速装置6RA70  直流电机
图2-1 PC机  CPU315-2DP与直流调速装置的连接即系统总体结构第3章 调节器的设计
3.1 双闭环直流调速系统的组成
系统中分别设置电流调节器和转速调节器,结构图如图3.1所示。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。

                   图3.1 转速,电流双闭环调速系统结构图
转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。两个调节器的输出都是带限幅作用的,转速调节器ASR的输出限幅电压 决定了电流给定电压的最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压 限制了电力电子变换器的最大输出电压 。原理图如图3.2所示。
 图3.2 双闭环直流调速系统电路原理图
3.2 数学模型
3.2.1 电动机的数学模型[1]
他励直流电机在额定励磁下的等效电路如图3.3所示。其中电枢回路的总电阻R和电感L包含电力电子器件内阻、电枢电阻和电感以及可能在主电路中接入的其他电阻和电感。
图3.3 他励直流电机在额定励磁下的等效电路
假定主电路电流连续,则动态电压方程为
                                                     (3-1)
如果忽略粘性磨檫及弹性转矩,电动机轴上的动力学方程为
 (3-2)

额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为
                                              (3-3)
                                                               (3-4)
式中 为包括电动机空载转矩在内的负载转矩; 为电力拖动系统折算到电动机轴上的飞轮惯量; 为额定励磁下电动机的转矩系数。
定义下列时间常数
 —电枢回路电磁时间常数,
 —电力拖动系统机电时间常数,
由此可以得到以下两个式子            (3-6)
其中,  为负载电, 。
在零初始条件下,取等式两侧的拉式变换,得到电压与电流的传递函数
                                                (3-7)
电流与电动势间的传递函数
                                                                  (3-8)
直流电动机的动态结构框图如图3.4所示。
图3.4   直流电动机的动态结构框图
由图可看出,直流电机有两个输入量,一个是施加在电枢上的理想空载电压 ,另一个是负载电流 。前者是控制输入量,后者是扰动输入量。如果不需要在结构图上显现出电流 ,可将扰动量 的综合点前移,再进行等效变换。如果是理想空载,则 =0,结构变换图如图3.5所示。

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