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基于单片机的直流调速系统设计

日期:2019-04-17 01:15

  中设置了两个调节器,分别调节转速和电流。结构原理图如图1所示,图中符号的意义分别为:ASR-转速调节器;ACR-电流调节器;TG-测速发电机;TA-电流互感器;UPE-电力电子变换器U*n;-转速给定电压;Un-转速反馈电压;U*i-电流给定电压;Ui-电流反馈电压。

  ①整流装置滞后时间常数:三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017s。

  由于主回路的电流是脉动直流,为了能取得电流的平均值,可采用多次采样取平均值等数字滤波方法,但考虑到系统的CPU时序安排紧张,决定采用加硬件滤波环节的办法,但其时间常数应该取得小一些,取

  根据采样定理,必须使采样频率Ws≥2Wmax,以便采样后的离散信号不会失线/Ts),为采样角频率; wmax=2πfma为信号最高角频率。按采样定理可以确定采样周期的上限值:Ts≤π/Wmax;

  实际应用中,常按一定的原则,结合使用经验来选择采样周期Ts:Tmin≤Ts≤Tmax。

  或用采样角频率Ws≥(4~10)Wc,Wc为控制系统的截止频率。由双闭环的设计参数知:

  电流调节器和转速调节器仿真模型分别采用I型和Ⅱ型系统,所用数据为按工程方法计算的参数,并根据经验略作调整,MATLAB仿线所示。

  从图4中可以看出,由于负载增大,使电枢电流出现一个小的数值增大的波动后,达到新的负载电流状态的稳定值,这个稳定值与负载增加前相比,数值变大。

  由图5和图6得:突然给定电压U*n时,Un很小,所以△Un很大,ASR很快饱和,输出为最大值,电枢电流线形增加,当rn*时,UnU*n那么△Un变极性,ASR退饱和,转速负反馈投入运行,直到n=n*。

  综上所述,起动电流根据电机起动波形,可以看到速度与电流之间的关系与理论情况基本相同。

  (1) 电机突加最大给定时,转速波形如图7。由于测速发电机性能的影响,使得超调现象不明显。

  由图7可知,转速起动波形与SIMULINK仿真所得波形一致,达到了预期的效果。

  电枢电流波形在突加给定时,在双闭环的作用下迅速上升,迫使电动机快速起动,然后迅速回落直到等于负载电流。

  在图8,因为测速发电机性能和晶闸管驱动环节死区电压的影响,使得电枢电流没有恒流阶段。但波形与SIMULINK仿真所得波形趋势一致,达到了预期的效果。

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