双闭环参数计算

额定电压 220V； 额定电流 136A； 额定转速 1460r/min；

电枢回路总电阻 R=0.5Ω； 允许电流过载倍数 λ=1.5； 电势系数Ce=0.132V·min/r； 电磁时间常数TL=0.03s； 机电时间常数 Tm=0.18；

电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s； 转速反馈滤波时间常数Ton=0.01s

要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压U*nm=U*im=10V； 两调节器的输出限幅电压为10V； 晶闸管装置放大系数Ks=40；

整流装置滞后时间常数Ts=0.0017。

一、

设计计算

1. 稳态参数计算

根据两调节器都选用PI调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调节器的输出限幅值均选择为10V

*Uim10V电流反馈系数；0.05V/A

Inom1.5136A*Unm10V转速反馈系数：0.007Vmin/r

nmax1460r/min

则

2. 电流环设计

（1）确定时间常数

电流滤波时间常数Toi=0.002s，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，

TiTsToi0.00170.0020.0037s

（2）选择电流调节器结构

电流环可按典型Ⅰ型系统进行设计。电流调节器选用PI调节器，其传递函数为

WACR(s)Kiis1 is（3）选择调节器参数 超前时间常数：i=TL=0.03s

电流环超调量为σi5%，电流环开环增益：应取KITi0.5，则

KI=

0.50.5==135.1 Ti0.0037于是，电流调节器比例系数为

K（4）检验近似条件

I0.5Ti0.5135.1

0.0037s电流环截止频率ci=KI=135.1 1/s

1）近似条件1：ci 1 3Ts现在，

11==196>ci，满足近似条件。 3Ts0.001731 TmTL2）近似条件2：ci3现在，311=3=47.43 <ci，满足近似条件。 TmTL0.50.00811

3TsToi3）近似条件3：ci现在，

1111==2357.02>ci，满足近似条件。

3TsToi30.00010.00023. 转速环设计 （1）确定时间常数

电流环的等效时间常数：2Ti=0.0074s

转速环小时间常数近似处理：Tn=2Ti+ Ton=0.0074+0.01=0.0174s

（2）选择转速调节器结构 由转速稳态无静差要求，转速调节器中必须包含积分环节；又根据动态要求，应该按典型Ⅱ型系统校正转速环，因此转速调节器应该选择PI调节器，其传递函数为

WASR(s)Knns1 ns （3）选择调节器参数

按跟随性和抗扰性能均比较好的原则，取h=5，则转速调节器的超前时间常数为

n=h·Tn=50.0174=0.087s

转速环开环增益

KN

h1512s==396 1/ 22222hTn250.0174于是，转速调节器比例系数为

Kn(h1)CeTm60.050.1320.18=11.7

2hRTn250.0070.50.0174

（4）校验近似条件

转速环的开环截止频率为

cn=

KN1=KN·n=3960.087=34.45 1 /s

1)近似条件1：cn 1 5Ti 现在，

11==54>cn，满足近似条件。 5Ti50.003711

32TiTon2）近似条件2：cn现在，

1111==38.7 >cn，满足近似条件。

32TiTon30.00740.01