vm雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)畢業(yè)設計

1、<p><b>　　第1章 引 言</b></p><p>　　1．1 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述</p><p>　　三十多年來，直流電機調(diào)速控制經(jīng)歷了重大的變革。首先實現(xiàn)了整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習用已久的直流發(fā)電機電動機組及水銀整流裝置使直流電氣傳動完成了一次大的躍進。同時，控制電路已經(jīng)實現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技術(shù)的應用

2、，使直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標大幅提高，應用范圍不斷擴大。直流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展，走向成熟化、完善化、系列化、標準化，在可逆脈寬調(diào)速、高精度的電氣傳動領域中仍然難以替代。直流調(diào)速是指人為地或自動地改變直流電動機的轉(zhuǎn)速,以滿足工作機械的要求。從機械特性上看,就是通過改變電動機的參數(shù)或外加工電壓等方法來改變電動機的機械特性,從而改變電動機機械特性和工作特性機械特性的交點,使電動機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在廣泛

3、范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在軋鋼機、礦井卷揚機、挖掘機、海洋鉆機、金屬切削機床、造紙機、高層電梯等需要高性能可控電力拖動的領域中得到了廣泛的應用。近年來，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動系統(tǒng)無論在理論上和實踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的</p><p>　　1．2 研究課題的目的和意義</p><p>　　直流

4、電動機因具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動領域中得到了廣泛應用。晶閘管問世后，生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，組成晶閘管—電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)）。采用速度、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng),可以充分利用電動機的過載能力獲得最快的動態(tài)過程，調(diào)速范圍廣，精度高，和旋轉(zhuǎn)變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性，動態(tài)和靜態(tài)

5、性能均好，且系統(tǒng)易于控制。雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)用來控制電動機的轉(zhuǎn)速，電流環(huán)控制輸出電流；該系統(tǒng)可以自動限制最大電流，能有效抑制電網(wǎng)電壓波動的影響；且采用雙閉環(huán)控制提高了系統(tǒng)的阻尼比，因而較之單閉環(huán)控制具有更好的控制特性。</p><p>　　盡當今功率半導體變流技術(shù)已有了突飛猛進的發(fā)展，但在工業(yè)生產(chǎn)中V-M系統(tǒng)的應用還是有相當?shù)谋戎?。所以以此為課題進行研究具有一定的實用價值。</p><p>

6、;　　1.3雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢</p><p>　　雙閉環(huán)不可逆調(diào)速系統(tǒng)在上世紀七十年代在國外一些發(fā)達國家興起，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)成熟，在二十一世紀已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字化與智能化。我國在直流調(diào)速產(chǎn)品的研發(fā)上取得了一定的成就，但和國外相比仍有很大差距。我國自主的全數(shù)字化直流調(diào)速裝置還沒有全面商用，產(chǎn)品的功能上沒有國外產(chǎn)品的功能強大。而國外進口設備價格昂貴，也給國產(chǎn)的全數(shù)字控制直流調(diào)速裝置提供了發(fā)展

7、空間。</p><p>　　目前，發(fā)達國家應用的先進電氣調(diào)速系統(tǒng)幾乎完全實現(xiàn)了數(shù)字化，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)已經(jīng)普遍的應用到了各類儀器儀表，機械重工業(yè)以及輕工業(yè)的生產(chǎn)過程中。隨著全球科技日新月異的發(fā)展，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)總的發(fā)展趨勢也向著控制的數(shù)字化，智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展。</p><p>　　而在我們國內(nèi)，雙閉環(huán)控制也已經(jīng)經(jīng)過了幾十年的發(fā)展時期，目前已經(jīng)基本發(fā)展成熟，但是目前的趨勢仍是追趕著發(fā)達國家的

8、腳步，向著數(shù)字化發(fā)展。</p><p>　　1．4本設計的基本要求：</p><p>　　1.該調(diào)速系統(tǒng)能進行平滑的速度調(diào)節(jié)，負載電機不可逆運行，具有較寬的調(diào)速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作</p><p>　　2.系統(tǒng)靜特性良好，無靜差（靜差率s≤2）</p><p>　　3.動態(tài)性能指標：轉(zhuǎn)速超調(diào)量＜8%，電流超調(diào)量＜5%，

9、動態(tài)速降Δn≤8-10%，4.調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程時間（調(diào)節(jié)時間）ts≤1s </p><p>　　5.系統(tǒng)在5%負載以上變化的運行范圍內(nèi)電流連續(xù)調(diào)速系統(tǒng)中設置有過電壓、過電流等保護，并且有制動措施</p><p>　　第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成</p><p>　　2．1 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定</p><p>　　2.1.1 設計

10、思路</p><p>　　本設計中直流電動機由單獨的可調(diào)整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動機的可調(diào)直流電源。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角а的大小來控制輸出電壓Ud的大小，從而改變電動機M的電源電壓。由改變電源電壓調(diào)速系統(tǒng)的機械特性方程式 </p><p>　　n=( Ud/CeФ)-(RO+Ra)T/ CeCTФ2 </p><p>

11、;　　Ud 整流電壓 RO 整流裝置內(nèi)阻</p><p>　　可知，改變Ud，即可改變轉(zhuǎn)速n。</p><p>　　2.1.2 主電路的確定</p><p>　　雖然三相半波可控整流電路使用的晶閘管個數(shù)只是三相全控橋整流電路的一半，但它的性能不及三相全控橋整流電路。三相全控橋整流電路是目前應用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合直流電動機的負載，并且該電

12、路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近50）。把該電路應用于本設計，能實現(xiàn)電動機連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動機不可逆運行等技術(shù)要求。</p><p>　　三相全控橋整流電路實際上是組成三相半波晶閘管整流電路中的共陰極組和共陽極組串聯(lián)電路，如圖2—1所示。三相全控橋整流電路可實現(xiàn)對共陰極組和共陽極組同時進行控制，控制角都是。在一個周期內(nèi)6個晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為：，6個觸發(fā)脈沖相位依次相差。為了構(gòu)成一個完整的

13、電流回路，要求有兩個晶閘管同時導通，其中一個在共陽極組，另外一個在共陰極組。為此，晶閘管必須嚴格按編號輪流導通。晶閘管與 按A相，晶閘管與 按B相，晶閘管與 按C相，晶閘管接成共陽極組，晶閘管 接成共陰極組。在電路控制下，只有接在電路共陰極組中電位為最高又同時輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，以及接在電路共陽極組中電位最低而同時輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，同時導通時，才構(gòu)成完整的整流電路。</p><p>　　由于電網(wǎng)電壓與工作電

14、壓（U2）常常不一致，故在主電路前端需配置一個整流變壓器，以得到與負載匹配的電壓，同時把晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離，可起到降低或減少晶閘管變流裝置對電網(wǎng)和其他用電設備的干擾。</p><p>　　考慮到控制角α增大，會使負載電流斷續(xù)，并且負載為直流電動機時，由于電流斷續(xù)和直流的脈動，會使晶閘管導通角θ減少，整流器等效內(nèi)阻增大，電動機的機械特性變軟，換向條件惡化，并且增加電動機的損耗，故在直流側(cè)串接一個平波電抗器，以限制

15、電流的波動分量，維持電流連續(xù)。</p><p>　　為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了晶閘管保護裝置。晶閘管的保護電路，大致可以分為兩種情況：一種是在適當?shù)牡胤桨惭b保護器件，例如，R-C阻容吸收回路、限流電感、快速熔斷器、壓敏電阻或硒堆等。再一種則是采用電子保護電路，檢測設備的輸出電壓或輸入電流，當輸出電壓或輸入電流超過允許值時，借助整流觸發(fā)控制系統(tǒng)使整流橋短時內(nèi)工作于有源逆變工

16、作狀態(tài)，從而抑制過電壓或過電流的數(shù)值。</p><p>　?。?）晶閘管的過流保護 </p><p>　　晶閘管設備產(chǎn)生過電流的原因可以分為兩類:一類是由于整流電路內(nèi)部原因；另一類則是整流橋負載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，另外，如整流變壓器中心點接地，當逆變負載回路接觸大地時，也會發(fā)生整流橋相對地短路。 1.對于第一類過流，即整流橋內(nèi)部原因引起的過流，以及逆變器負載回路接地時，可以采用

17、第一種保護措施，最常見的就是接入快速熔短器的方式。</p><p>　　2、對于第二類過流，即整流橋負載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，則應當采用電子電路進行保護。 </p><p>　?。?）晶閘管的過壓保護 晶閘管設備在運行過程中，會受到由交流供電電網(wǎng)進入的操作過電壓和雷擊過電壓的侵襲。同時，設備自身運行中以及非正常運行中也有過電壓出現(xiàn)。 1.過電壓保護的第一種方法是并接R-C阻容吸

18、收回路，以及用壓敏電阻或硒堆等非線性元件加以抑制。2.過電壓保護的第二種方法是采用電子電路進行保護。</p><p>　　圖2—1三相全控橋整流電路</p><p>　　2．2 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成</p><p>　　開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制電壓Uc就可改變電動機的轉(zhuǎn)速。如果負載的生產(chǎn)工藝對運行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，

19、但是，對靜差率有較高要求時，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。這時就要采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　采用PI調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。二者之間實行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。把轉(zhuǎn)速

20、調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Uim*決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了

21、電力電子電換器的最大輸出電壓Udm。</p><p>　　系統(tǒng)組成的系統(tǒng)原理框圖如下：</p><p>　　ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR—電流調(diào)節(jié)器， TG—測速發(fā)電機，TA—電流互感器，</p><p>　　UPE—電力電子變換器，Un*—轉(zhuǎn)速給定電壓，Un—轉(zhuǎn)速反饋電壓，</p><p>　　Ui*—電流給定電壓，Ui—電流反饋電壓

22、</p><p>　　圖2—2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　圖2—3雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖</p><p>　　第3章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算</p><p>　　3.1 變壓器參數(shù)計算</p><p>　　3.1.1 變壓器二次側(cè)電壓U2的計算</p><p

23、>　　由于整流輸出電壓的波形在一周期內(nèi)脈動6次的波形相同，因此在計算時只需對一個脈沖進行計算。由此得整流輸出平均電壓</p><p>　?。ǎ?（3-1）</p><p>　　顯然=440V，如果忽略晶閘管和電抗器的壓降，則可以求得變壓器副邊輸出電壓</p><p>　　=217.1V (通常取導通角為)</p>

24、;<p><b>　　取=220V </b></p><p><b>　　變壓比</b></p><p>　　3.1.2 一次、二次側(cè)相電流I1、I2的計算</p><p>　　由表查得KI1=0.816，KI2=0.816</p><p><b>　　原邊輸出有效電流&l

25、t;/b></p><p><b>　　副邊輸出有效電流</b></p><p>　　3.1.3 變壓器容量S的計算</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p><b>

26、　?。?-4）</b></p><p>　　式中m1、m2—一次、二次側(cè)繞組的相數(shù)；所以</p><p>　　考慮到晶閘管和電抗器的壓降，變壓器本身的漏磁，并根據(jù)變壓器應留有一定裕量的原則，選擇參數(shù)為額定容量為150KVA。</p><p>　　3.2 平波電抗器參數(shù)計算</p><p>　　在V-M系統(tǒng)中，脈動電流會增加電機的發(fā)

27、熱，同時也產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩，對生產(chǎn)機械不利，為了避免或減輕這種影響，須設置平波電抗器。平波電抗器的電感量一般按低速輕載時保證電流連續(xù)的條件來選擇。通常首先給定最小電流(以A為單位通常取電動機額定電流的5%-10%)，再利用它計算所需的總電感量（以為單位），減去電樞電感，即得平波電抗器應有的電感值。</p><p>　　3.2.1電流連續(xù)的臨界電感量L1的計算</p><p>　　平波電抗器的臨

28、界電感量L1（單位mH）可由下式計算</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中K1為與整流電路形式有關的系數(shù)，可由表查得K1=0.693，由技術(shù)要求知Idmin=5%Id，所以</p><p>　　3.2.2限制輸出電流脈動的臨界電感量L2的計算</p><p>　　由于晶閘管整流裝置的輸

29、出電壓是脈動的，因此輸出電流波形也是脈動的。該脈動電流可以看成一個恒定直流分量和一個交流分量組成。通常伏在需要的只是直流分量，對電動機負載來說，過大的交流分量會使電動機換向惡化和鐵耗增加，引起過熱。因此，應在直流側(cè)傳入平波電抗器，用來限制輸出電流的脈動量。平波電抗器的臨界電感量L2（單位mH）可由下式計算 </p><p><b>　　（3-6）</b></p><p&g

30、t;　　式中K2為與整流電路形式有關的系數(shù)，Si為電流最大允許脈動系數(shù)，通常三相電路。</p><p>　　根據(jù)本電路形式查表可得K2=1.045，所以</p><p>　　3.2.3電動機電感量LD的計算</p><p>　　電動機電感量LD（單位mH）可按下式計算</p><p><b>　?。?-7）</b><

31、;/p><p>　　式中Ud 、Ld、n—直流電動機額定電壓、額定電流和額定轉(zhuǎn)速；P—電動機磁極對數(shù)；—計算系數(shù)，對一般無補償電機取=8~12。所以</p><p>　?。ㄈ=2,=10）</p><p>　　3.2.4實際串入平波電抗器的電感量L的計算</p><p>　　由于變壓器的漏電感很小，可以忽略不計，那么串入平波電抗器的電感量

32、 取其電感值為12mH</p><p>　　根據(jù)電感量大小取其電阻為0.2Ω</p><p>　　3.3可控晶閘管參數(shù)計算</p><p>　　3.3.1晶閘管的額定電壓計算 </p><p>　　通常取晶閘管的斷態(tài)重復峰值電壓和反向重復峰值電壓中較小的標值作為該器件的額定電壓。選用時，額定電壓要留有一定裕量，一般取額定電壓為正常工作電

33、壓時晶閘管所承受峰值電壓的2-3倍。本設計中峰值電壓538.9V</p><p><b>　　故晶閘管電壓定額</b></p><p>　　取其電壓定額=1500V。</p><p>　　3.3.2晶閘管的額定電流計算 </p><p>　　晶閘管的電流定額主要由其通態(tài)平均電流來標稱，規(guī)定為晶閘管在環(huán)境為和規(guī)定的冷

34、卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫是允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。因此在使用時同樣應按照實際波形的電流與通態(tài)平均電流所造成的發(fā)熱效應相等，即有效值相等的原則來選取晶閘管的電流定額，并留有一定裕量。一般取其通態(tài)平均電流為此原則所得計算結(jié)果的1.5-2倍。可按下式計算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中計算系數(shù)=/1.57由

35、整流電路型式而定，為波形系數(shù)，為共陰極或共陽極電路的支路數(shù)。當時，三相全控橋電路=0.368</p><p><b>　　故晶閘管額定電流 </b></p><p>　　取其電流定額為200A。</p><p>　　3.4 整流電路及晶閘管保護電路設計</p><p>　　晶閘管具有許多優(yōu)點，但它屬于半導體器件，因此具有

36、半導體器件共有的弱點，承受過電壓和過電流的能力差，很短時間的過電壓和過電流就會造成元件的損壞。為了使晶閘管裝置能長期可靠運行，除了合理選擇元件外，還須針對元件工作的條件設置恰當?shù)谋Ｗo措施。晶閘管主要需要四種保護：過電壓保護和du/dt限制，過電流保護和di/dt限制。</p><p>　　圖3-1 整流電路及晶閘管保護電路</p><p>　　3.4.1 過電壓保護和du/dt限制<

37、/p><p>　　凡是超過晶閘管正常工作是承受的最大峰值電壓的都算過電壓。產(chǎn)生過壓的原因是電路中電感元件聚集的能量驟然釋放或是外界侵入電路的大量電荷累積。按過壓保護的部位來分，有交流側(cè)保護，直流側(cè)保護和元件保護。元件保護主要是通過阻容吸收電路。阻容吸收電路的參數(shù)計算式根據(jù)變壓器鐵芯磁場釋放出來的能量轉(zhuǎn)化為電容器電場的能量存儲起來為依據(jù)的。由于電容兩端的電壓不能突變，所以可以有效的抑制尖峰過電壓。串阻的目的是為了在能量

38、轉(zhuǎn)化過程中能消耗一部分能量，并且抑制LC回路的振蕩。</p><p>　　3.4.2 過電流保護和di/dt限制</p><p>　　由于晶閘管的熱容量很小，一旦發(fā)生過電流時，溫度就會急劇上升可能燒壞PN結(jié)，造成元件內(nèi)部短路或開路。晶閘管發(fā)生過電流的原因主要有：負載端過載或短路；某個晶閘管被擊穿短路，造成其他元件的過電流；觸發(fā)電路工作不正?；蚴芨蓴_，使晶閘管誤觸發(fā)，引起過電流。晶閘管允許在

39、短時間內(nèi)承受一定的過電流，所以過電流保護作用就在于當過電流發(fā)生時，在允許的時間內(nèi)將過電流切斷，以防止元件損壞。晶閘管過電流的保護措施有下列幾種：</p><p>　?。?）快速熔斷器 普通熔斷絲由于熔斷時間長，用來保護晶閘管很可能在晶閘管燒壞之后熔斷器還沒有熔斷，這樣就起不了保護作用。因此必須采用專用于保護晶閘管的快速熔斷器?？焖偃蹟嗥饔玫氖倾y質(zhì)熔絲，在同樣的過電流倍數(shù)下，它可以在晶閘管損壞之前熔斷，這是晶閘管

40、過電流保護的主要措施。</p><p>　?。?）硒堆保護 硒堆是一種非線性電阻元件，具有較陡的反向特性。當硒堆上電壓超過某一數(shù)值后，它的電阻迅速減小，而且可以通過較大的電流，把過電壓的能量消耗在非線性電阻上，而硒堆并不損壞。硒堆可以單獨使用，也可以和阻容元件并聯(lián)使用。</p><p>　　本系統(tǒng)采用快速熔斷器對可控硅進行過流保護，整流電路及晶閘管保護電路如圖3-1所示。</p&g

41、t;<p>　　3.5電流調(diào)節(jié)器的設計</p><p>　　在圖3-2畫線結(jié)構(gòu)框圖中，反電動勢與電流反饋的作用相互交叉，這將給設計工作帶來麻煩。實際反電動勢與轉(zhuǎn)速成正比，系統(tǒng)的電磁時間常數(shù)遠小于機電時間常數(shù)，因此轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多，對電流環(huán)來說，反電動勢是一個變化較慢的擾動，在電流的瞬變過程中，可以認為反電動勢基本不變，即.這樣在按動態(tài)性能設計電流環(huán)時，可以不考慮反電動勢變化的影響。也就

42、是說可以去掉反電動勢的作用這樣得到電流環(huán)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示：</p><p><b>　　（1）確定時間常數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)已知數(shù)據(jù)得電磁時間常數(shù) </p><p>　　三相橋式晶閘管整流電路的平均后時間，取電流反饋濾波時間常數(shù)，可得電流環(huán)的小時間常數(shù)為</p><p>　

43、　+= 0.0017 s+0.002 s = 0.0037 s</p><p>　　圖3-2 電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　（2）選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)設計要求電流超調(diào)量δi＜5% 并且保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可以按典型I型系統(tǒng)設計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此電流調(diào)節(jié)器選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 </p>

44、;<p>　?。?-9） </p><p>　　另檢查電源電壓的抗擾動性能：，參照表3-1的典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能可采用PI調(diào)節(jié)器。</p><p>　　表3-1典型I型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關系</p><p>　?。?）計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：<

45、;/p><p>　　為滿足δ%5%要求，應取，因此電流環(huán)開環(huán)增益為</p><p>　　== = 135.14 </p><p>　　于是電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)</p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　（4）校驗近似條件</b></p>

46、<p>　　1）電流環(huán)截至頻率= =135.14，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為</p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　現(xiàn)有</b></p><p><b>　　=196.1></b></p><p><b>　

47、　故該近似條件滿足。</b></p><p>　　2）忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的近似條件為 </p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　現(xiàn)有</b></p><p>　　= 故該近似條件滿足。</p><p>　

48、　3）電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p><b>　　現(xiàn)有</b></p><p>　　==180.8> 故該近似條件滿足。</p><p>　?。?）計算調(diào)節(jié)器電阻和電容</p><p>　　電流調(diào)節(jié)

49、器原理圖如圖3-3所示：</p><p>　　取調(diào)節(jié)器的輸入電阻=40k，則電流調(diào)節(jié)器的各參數(shù)為</p><p>　　==1.2740=50.8，取50</p><p><b>　　，取0.8</b></p><p><b>　　=，取0.2</b></p><p>　　根據(jù)

50、上述參數(shù)可以達到的動態(tài)指標為</p><p><b>　　δ%=4.3%5%</b></p><p><b>　　故能滿足設計要求。</b></p><p>　　圖3-3 電流調(diào)節(jié)器原理圖</p><p>　　3.6 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計</p><p>　　電流環(huán)經(jīng)簡化后可

51、視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個環(huán)節(jié)，這樣用電流環(huán)等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)后整個轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖3-4所示：</p><p><b>　　（1）確定時間常數(shù)</b></p><p>　　電流環(huán)的等級時間常數(shù)為=2=0.0074s，(在電流環(huán)中已取因=0.5）。 取轉(zhuǎn)速反饋濾波時間常數(shù) =0.01s，那么轉(zhuǎn)速環(huán)的時間常數(shù)為</p><p>　　=0.0

52、074s+0.01s=0.0174s</p><p>　?。?）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負載擾動作用點前必須有一個積分環(huán)節(jié)，它應包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當中。這樣轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應該設計成典型II型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器也應該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可表示為</p><p&

53、gt;<b>　?。?-13）</b></p><p>　　圖3-4 轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　（3）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)</p><p>　　按跟隨性能和抗擾性能較好的原則選擇h=5，求出轉(zhuǎn)速超調(diào)量δ%和過渡過程時間 。如果能夠滿足設計要求，則可根據(jù)所選的h值計算有關參數(shù)；否則要改變h值重新進行計算，直到滿足設計要求為止。&l

54、t;/p><p>　　當h=5時，ASR退飽和超調(diào)量為</p><p>　　= （3-14）</p><p>　　式中，表示電動機允許的過載系數(shù)，按題意=1.5；</p><p>　　z為負載系數(shù)，設為理想空載起動，則z=0；</p><p>　　為調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 =

55、 （3-15） </p><p>　　是基準值為時的超調(diào)量相對值；</p><p>　　而= （3-16）</p><p>　　參照表3-2，當h=5時，=81.2%，</p><p>　　故起動

56、到額定轉(zhuǎn)速，即= 時，退飽和超調(diào)量為</p><p><b>　　δ= =7.09%</b></p><p><b>　　滿足設計要求。</b></p><p>　　表3-2 典型Ⅱ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關系</p><p>　　空載起動到額定轉(zhuǎn)速的過渡過程中，由于在大部分時間內(nèi)ASR飽

57、和而不起調(diào)節(jié)作用，使過渡過程時間延長，可表示為</p><p>　　=+ （3-17）</p><p>　　其中為恒流升速時間，是退飽和超調(diào)過渡過程時間。</p><p>　　=（0.4~0.6）s</p><p>　　退飽和超調(diào)過渡過程時間等于動態(tài)速升的回復時間。當h=5時=8.

58、8=0.153s。但恢復時間是按誤差為5%計算的。這里=206.4r/min，故 5%= 10.3r/min。這就是說，轉(zhuǎn)速進入10.3r/min的恢復時間為0.153s。但這里的恢復時間應按轉(zhuǎn)速進入5%來計算，由于5%=90 r/min遠大于10.3r/min，顯然所需時間將遠小于0.153s，故可忽略不計，于是=（0.4~0.6）s?？梢?，能滿足設計要求。</p><p>　　這樣，就可根據(jù)h=5選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

59、器的參數(shù)。</p><p><b>　　ASR的時間常數(shù)為</b></p><p>　　=h=50.0174s=0.087s</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為</b></p><p><b>　　==</b></p><p><b>

60、;　　ASR比例系數(shù)為</b></p><p><b>　　==10.38</b></p><p><b>　　（4）校驗近似條件</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為</b></p><p>　　===396.40.087 =34.5</p

61、><p>　　電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　　現(xiàn)有</b></p><p><b>　　==63.7></b></p><p><b>　　故滿足該簡化條件。</b

62、></p><p>　　2）小時間常數(shù)近似處理條件為</p><p><b>　?。?-19）</b></p><p><b>　　現(xiàn)有</b></p><p>　　==38.7> 故滿足該簡化條件</p><p>　?。?）計算調(diào)節(jié)器的電阻和電容<

63、/p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5電流調(diào)節(jié)器原理圖</p><p>　　取調(diào)節(jié)器輸入電阻 =40k，則</p><p>　　==10.3840 k=415.2k 取400k</p><p>　　== =0.22 取0.2</p><p><b&

64、gt;　　== =1 取1</b></p><p>　　根據(jù)上述參數(shù)可以達到的動態(tài)指標為</p><p><b>　　故能滿足設計要求。</b></p><p>　　第4章 驅(qū)動控制電路的選型設計</p><p>　　由于集成觸發(fā)電路不僅成本低、體積小，而且還有調(diào)式容易、使用方便等優(yōu)點，故本設計采用KJ04

65、1集成觸發(fā)電路。</p><p>　　KJ041為6路雙脈沖形成器，它是三相全空橋式電路的觸發(fā)器，它具有雙脈沖形成和電子開關封鎖等功能。KJ041實用電路如圖五所示，移相觸發(fā)器輸出脈沖加到該器件的1~6端，器件內(nèi)的輸入二極管完成“或”功能，形成補脈沖，該脈沖經(jīng)放大后分6路輸出。當控制端7接邏輯“0”電平時，器件內(nèi)的電子開關斷開，各路輸出觸發(fā)脈沖。</p><p>　　采用KJ041集成觸發(fā)

66、電路的同步電壓應滯后于主電路電壓180度。本設計主電路整流變壓器采用D，y-11聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用D，y-11，5聯(lián)結(jié)。這時，同步電壓選取的結(jié)果見表4-1</p><p>　　表4-1 各晶閘管的同步電壓 </p><p>　　圖4-1 KJ004電路原理圖</p><p>　　第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動態(tài)設計</p><p&g

67、t;　　5．1 電流調(diào)節(jié)器的設計</p><p>　　5.1.1 時間常數(shù)的確定</p><p>　　系統(tǒng)電磁時間常數(shù)Tl：由上可知LΣ=35.98mH，</p><p><b>　　RΣ=0.5， </b></p><p>　　整流裝置滯后時間常數(shù)Ts：按表二，三相橋式電路的平均失控時間為Ts=0.0017s。

68、 </p><p>　　電流濾波時間Toi：三相橋式電路每個波頭的時間是3.33ms，為了基本濾平波頭，應有（1-2）Toi=3.33s，因此取Toi=2ms=0.002s。 </p><p&

69、gt;　　電流環(huán)小時間常數(shù)之和T∑i：按小時間常數(shù)近似處理，取T∑i=Ts+Toi=0.0037s。</p><p>　　5.1.2 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　根據(jù)設計要求δi＜5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其電流環(huán)結(jié)構(gòu)如5-1所示，其傳遞函數(shù)為，—電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，—電流調(diào)節(jié)器的超前時間

70、常數(shù)。</p><p>　　檢查對電源電壓的抗擾性能： =0.142/0.0037=38.31，對照典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標都是可以接受的。</p><p>　　5.1.3 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)τi=Tl=0.07s。</p><p>　　電流開環(huán)增益：要求δi＜5%時，按表三應取KIT∑

71、i=0.5，因此KI=0.5/T∑i=0.5/0.0037=135.1s-1。取Ks=48，而電流反饋系數(shù)β=10V/1.5IN=10/（1.5×220）=0.03V/A，于是，ACR的比例系數(shù)為</p><p>　　表5-1 典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關系</p><p>　　5.1.4 近似條件校驗 </p><p>　　電流環(huán)截

72、止頻率：ωci=KI=135.1s-1。</p><p>　　晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件:1/（3Ts）=1/（3×0.0017）=196.1s-1＞ωci，滿足近似條件。</p><p>　　忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件:</p><p>　　，＜ωci，滿足近似條件。</p><p>　　電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理

73、條件: </p><p>　　＞ωci，滿足近似條件。</p><p>　　5.1.5 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)</p><p>　　按所用運算放大器取R0=40kΩ，各電阻和電容值為</p><p>　　R

74、i=KiR0=1.642×40=65.68kΩ，取65 kΩ；</p><p>　　Ci=τi/Ri=0.07/（65×103）≈1.08×10-6F=1.08μF，取1.1μF；</p><p>　　Coi=4Toi/R0=4×0.002/40000=0.2×10-6μF，取0.2μF。</p><p>　　按照上

75、述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為δi=4.3%＜5%（見表三），滿足設計要求。</p><p>　　5．2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計</p><p>　　5.2.1 時間常數(shù)的確定</p><p>　　電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI：已取KIT∑i=0.5，則1/KI=2T∑i=2×0.0037=0.0074s。</p><p>　

76、　轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Ton：根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況，取Ton=0.01s。</p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)T∑n：按小時間近似處理, T∑n=1/KI+Ton=0.0074+0.01=0.0174s </p><p>　　5.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　按照設計要求，選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器，速度環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖5-2，其傳遞函數(shù)為

77、</p><p><b>　　。</b></p><p>　　5.2.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算</p><p>　　按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為τn=hT∑n=</p><p>　　5×0.0174=0.087s，可求得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益</p><p>

78、　　，因為Ce=（UN-INRa）/nN=（440-220×0.088）/1000=0.234V?min/r，α=10V/ nN =10/1800=0.006 V?r/min，于是可得ASR的比例系數(shù)為</p><p>　　5.2.4 近似條件校驗 </p><p>　　由式K=ω1ωc得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為。</p><p>　　電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件，&l

79、t;/p><p><b>　　滿足簡化條件。</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件，滿足近似條件。</p><p>　　5.2.5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)</p><p>　　取R0=40kΩ，則Rn=KnR0=3.36×40=134.48kΩ，取1400kΩ；</p><p>

80、;　　Cn=τn/Rn=0.087/（140×103）≈0.621×10-6F=0.621μF，取0.7μF；</p><p>　　Con=4Ton/R0=4×0.01/（40×103）=1×10-6=1μF，取1μF。</p><p>　　5.2.6 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量</p><p>　　當h=5時，由表四查得，δn

81、=37.6%，不能滿足設計要求。實際上，由于表四是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。</p><p>　　表5-2 典型Ⅱ型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標（按Mmin準則確定參數(shù)關系）</p><p>　　設理想空載起動時，負載系數(shù)z=0，已知λ=1.5，IN=220A，nN=1800r/min，Ce=0.234V?m

82、in/r，Tm=0.1s，T∑n=0.0174s。當h=5時，由表五查得，ΔCmax/Cb=81.2%，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降ΔnN=INR∑/ Ce=220×0.12/0.234=94.01 r/min，代入式，</p><p><b>　　計算得：σn=</b></p><p><b>　　能滿足設計要求。</b>&l

83、t;/p><p>　　表5-3 典型Ⅱ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關系</p><p>　　第6章 系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　調(diào)速系統(tǒng)能否保持運行良好，與安裝、調(diào)試及日常的維護工作有很大關系?，F(xiàn)把本設計的調(diào)速系統(tǒng)的基本調(diào)速方法介紹如下：</p><p>　　6．1 系統(tǒng)的安裝及檢查</p><p>　　系統(tǒng)的調(diào)

84、試必須在電控設備安裝合格，個機械部件及檢測環(huán)節(jié)安裝正常，轉(zhuǎn)動部分能靈活運轉(zhuǎn)的前提下進行。因此，在調(diào)試前應做好準備工作，對設備的安裝和線路的連接作必要的檢查。</p><p>　　1．安裝前詳細檢查電氣柜內(nèi)所有的電氣元件有無運輸受震而損壞、緊固件松動、金屬受潮銹蝕嚴重或絕緣受潮等情況。如有上述情況，應先進行修整，清潔柜內(nèi)灰塵、雜物后才能安裝使用。</p><p>　　2．晶閘管設備應安裝在通

85、風良好的地方，柜的四周要留有一定的空余地位，以便于檢修。如進線需要，應設置地溝，并要能防止地溝內(nèi)積水。</p><p>　　3．電機軸中心線與機械軸中心線應對準安裝，否則可能會使整個機組在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生震動，使軸承因承受的應力過大而發(fā)熱嚴重。</p><p>　　4．設備的外部接線要嚴格按接線圖連接。各種電纜線的排放要做到強弱電分開，交直流分開。為增強抗干擾能力，各種信號線和反饋線要各自穿鐵管

86、隔離。設備的外圍金屬框架部分必須有接地點。</p><p>　　5．檢查電機的電刷是否接觸良好，電機的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。</p><p>　　6．根據(jù)電路圖和接線圖認真檢查各元、器件和電路板的位置與外部接線是否正確，檢查各個設備之間的連接線是否無誤，檢查主回路的連線是否正確。各連接線頭都應接觸良好，接插件應接觸緊密。</p><p>　　7．在接通電源之前應對絕緣受

87、損或受潮的設備進行修復和干燥處理，然后再進行絕緣檢查。絕緣檢查一般根據(jù)元器件的工作耐壓來選用合適的兆歐表或萬用表。</p><p>　　8．所有的開關和控制手柄要放在規(guī)定的位置。</p><p><b>　　6．2系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　對系統(tǒng)進行調(diào)試首先應掌握控制系統(tǒng)的原理，熟悉各系統(tǒng)的各控制單元的線路及其控制功能。了解系統(tǒng)應

88、滿足的各項性能指標，以及各調(diào)節(jié)器的校正參數(shù)等。調(diào)試前應準備好所需的各種測量儀器儀表。調(diào)試過程按一定的順序進行：</p><p>　　6．2．1 調(diào)試順序</p><p>　　1．調(diào)整好各種控制電源，將各電路板拆下，各控制電源在空載情況下，調(diào)整和檢查其輸出電壓的幅值。</p><p>　　2．先調(diào)試系統(tǒng)的各控制單元，然后進行系統(tǒng)調(diào)試。</p><p

89、>　　3．先調(diào)試控制回路，后調(diào)試主電路。</p><p>　　4．主電路通電時先低壓后高壓，先接入電阻負載，后換接至電動機。</p><p>　　5．先調(diào)試和檢驗各保護環(huán)節(jié)，然后才投入運行。</p><p>　　6．雙環(huán)系統(tǒng)的調(diào)試應先調(diào)整內(nèi)環(huán)，再調(diào)整外環(huán)。</p><p>　　7．調(diào)試系統(tǒng)時，電動機投入運行應先輕載后重載，先低速后高速。

90、</p><p>　　8．先調(diào)試和檢驗系統(tǒng)的靜態(tài)性能指標，后調(diào)試系統(tǒng)的動態(tài)性能指標。</p><p>　　6．2．2 控制單元的調(diào)試</p><p><b>　　調(diào)節(jié)器的調(diào)試</b></p><p>　　因為本設計采用的調(diào)節(jié)器均為反饋型調(diào)節(jié)器，因此可直接調(diào)試。首先將放大器組成比例調(diào)節(jié)器，用示波器高頻檔觀察輸出是否有自激振

91、蕩。如有，可調(diào)整放大器外接的消振電路參數(shù)來消除自激振蕩。</p><p>　　振蕩消除后，對調(diào)節(jié)器進行調(diào)零。調(diào)零時將各個輸入端接地，用萬用表測量輸出端，調(diào)整調(diào)零電位器或同相輸入端對地接外接電阻值，使輸出為零。</p><p>　　根據(jù)調(diào)節(jié)器在系統(tǒng)中所需的限幅值，調(diào)整其正、負限幅電位器時輸出達到限幅值。</p><p><b>　　2．觸發(fā)器</b&g

92、t;</p><p>　　主電路電源斷開，檢查觸發(fā)器同步電壓、電源電壓接線是否正確。電壓幅值應滿足要求。</p><p>　　用示波器檢查各觸發(fā)板輸出脈沖波形是否正確。若不正確，應先解決觸發(fā)板電路上的問題。</p><p>　　外加控制信號或調(diào)整偏置電壓值，觀察各觸發(fā)板輸出脈沖能否移相。</p><p>　　用示波器觀察觸發(fā)電路的輸出脈沖?？?/p>

93、制電壓為零，調(diào)偏置電壓確定脈沖相位。</p><p>　　由于本設計的雙脈沖觸發(fā)，應檢查和調(diào)整使各相雙脈沖的間隔為600。</p><p>　　3．調(diào)試其他控制單元</p><p>　　調(diào)試的基本方法為：根據(jù)各控制單元的工作原理，分析其輸出—輸入關系，外加輸入信號，測量其輸出，檢查和調(diào)試其靜、動態(tài)工作特性，使之滿足系統(tǒng)的要求。</p><p>

94、;　　6．2．3 主電路及保護電路</p><p>　　1．檢查主電路三相電源線及相序是否正確。若相序不對，調(diào)換任意兩相進線即可。</p><p>　　2．去掉各控制單元電路，外加控制電壓至觸發(fā)電路，調(diào)試觸發(fā)電路與主電路的脈沖移相控制。</p><p>　　3．負載實驗時可先用電阻性負載代替電動機。</p><p>　　4．調(diào)節(jié)控制電壓，觀察

95、主電路的電壓波形是否正常，是否可同時移相。若每相的波形不對稱，應檢查是三相電源不對稱還是觸發(fā)電路的輸出脈沖相位不對稱，應調(diào)整并解決之。若之電路波形不正常應查找原因和解決問題。</p><p>　　5．過電流保護裝置的調(diào)試應該增加負載使主電路電流達到規(guī)定的動作值，然后檢查和調(diào)整過電流繼電器，使其準確動作。檢驗系統(tǒng)的繼電保護裝置，看過電流繼電器動作時主電路是否能正常跳閘。</p><p>　　

96、6．在主電路帶電阻負載工作一切正常后，可將電阻負載去掉，換上電動機。電動機接上勵磁后應先檢查勵磁回路是否正常。無異常情況下，緩慢增加控制電壓，觀察主電路工作情況以及電動機和系統(tǒng)各機械運動部分是否正常。若發(fā)現(xiàn)異常，應及時排除故障。增大控制電壓使電動機轉(zhuǎn)速達到額定值，測量轉(zhuǎn)速反饋電壓并調(diào)整使之達到轉(zhuǎn)速最大給定值。</p><p>　　6．2．4電流環(huán)的調(diào)試</p><p>　　1．檢查調(diào)節(jié)器校

97、正參數(shù)是否為設計值，裝入電流調(diào)節(jié)器的單元電路板，接入一給定電壓，接入電流反饋信號線。</p><p>　　2．電樞接入主電路，電動機空載，不加勵磁。先將給定電壓調(diào)為零，合上電源開關，觀察電樞回路應電壓為零，電流也為零。</p><p>　　3．緩慢增加給定，觀察主電路電流波形是否正常。</p><p>　　4．突加給定信號，觀察主電路電流波形。適當調(diào)整電流調(diào)節(jié)器的參

98、數(shù)，使電流內(nèi)環(huán)的性能指標滿足要求。如果電流上升過程沖擊較大，振蕩次數(shù)多，可減小電流調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)。如果電流變化緩慢，波形不飽滿，可適當加大電流調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)。</p><p>　　6．2．5 速度環(huán)的調(diào)試</p><p>　　1．檢查轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的校正參數(shù)是否為設計值，裝入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器單元電路板。</p><p>　　2．接入轉(zhuǎn)速給定信號和轉(zhuǎn)速反饋信號線。接入電動機

99、勵磁，電動機空載。</p><p>　　3．緩慢增加轉(zhuǎn)速給定信號，觀察電動機先低速，后高速情況下的運轉(zhuǎn)是否正常。突減轉(zhuǎn)速給定信號，觀察電動機停車過程是否正常。</p><p>　　4．加入轉(zhuǎn)速給定階躍信號，用長余輝慢掃描示波器觀察轉(zhuǎn)速反饋端的信號波形，即電動機起動的轉(zhuǎn)速過渡過程。調(diào)整轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)使轉(zhuǎn)速的過渡過程滿足動態(tài)性能要求。</p><p>　　5．在電流環(huán)

100、和轉(zhuǎn)速環(huán)都調(diào)試正常后，給電動機帶上負載，先低速后高速突加給定起動，系統(tǒng)帶負載進行調(diào)試。用示波器同時觀察起動過程電流、轉(zhuǎn)速波形，復核并調(diào)整有關參數(shù)使其滿足性能指標。在調(diào)速范圍內(nèi)的低速和高速情況下，突加負載或突減負載，觀察系統(tǒng)在負載擾動作用下電流及轉(zhuǎn)速的抗擾調(diào)節(jié)過程，調(diào)整有關參數(shù)使其滿足性能指標。</p><p><b>　　總結(jié)與體會</b></p><p>　　本設計

101、為V-M雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設計，通過三相變壓整流裝置將三相交流電壓整流為直流電壓。其中對主電路的結(jié)構(gòu)及元件包括變壓器，晶閘管以及電抗器的參數(shù)進行了計算和選取。確定了電流調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)并按照設計參數(shù)要求對調(diào)節(jié)器的參數(shù)進行了計算和確定。 </p><p>　　通過本次設計使我對電力拖動自動控制系統(tǒng)有了進一步的認識和了解，掌握了用工業(yè)設計法對雙閉環(huán)調(diào)節(jié)器的設計方法。對電力電子器件在工業(yè)發(fā)展中所起的巨大作

102、用也有了認識。另外在設計過程中遇到了一些難題，在自己查找多方資料并和同學相互討論的情況下終于找到了解決的方法。這使我明白理論和實際是存在一定偏差的，計算結(jié)果并不能代表實際數(shù)據(jù)。總的來說這次設計讓我受益匪淺，對我來說是一次很好的經(jīng)歷。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設計中，得到許多老師和同學的幫助，讓我更好更快地了解、熟悉和掌握

103、本課題的內(nèi)容和主要任務，從而讓我有了直接的工作方向和較充分的思想準備。在這里，我鄭重地對所有幫助過我的同學和指導過我的老師表示感謝。</p><p>　　另外，我要特別感謝我的指導老師——孫軍老師，他給我的是對我永遠都有益處的經(jīng)驗和學習方法，從他那里我學到了如何學習基本和專業(yè)知識的技巧，以及一絲不茍的學習態(tài)度。在這里，我也要鄭重地感謝我的指導老</p><p><b>　　參考文

104、獻</b></p><p>　　[1] 王兆安，黃俊 主編 電力電子技術(shù)，第四版,機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 楊威,張金棟 主編，電力電子技術(shù)，重慶大學出版社，2002</p><p>　　[3] 陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng)——運動控制系統(tǒng)，第三版，機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[4]

105、莫正康，電力電子應用技術(shù)，第三版，機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[5] 黃俊 王兆安 電力電子變流技術(shù) 第三版 機械工業(yè)出版社 2005</p><p>　　[6] 阮毅 陳伯時 電力拖動自動控制系統(tǒng) 第4版 機械工業(yè)出版社 2009</p><p>　　[7] 王兆安 劉進軍 電力電子技術(shù) 第5版 機械工業(yè)出版社2009</p>&l

106、t;p><b>　　附錄</b></p><p>　　V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理圖</p><p><b>　　外文資料</b></p><p><b>　　穩(wěn)壓電源的概述：</b></p><p>　　能為負載提供穩(wěn)定交流電源的電子裝置。又稱交流穩(wěn)壓器。有關

107、交流穩(wěn)壓電源的參數(shù)及質(zhì)量指標可參見交流穩(wěn)壓電源。各種電子設備要求有比較穩(wěn)定的交流電源供電，特別是當計算機技術(shù)應用到各個領域后，采用由交流電網(wǎng)直接供電而不采取任何措施的方式已不能滿足需要。隨著電源技術(shù)的發(fā)展,80年代又出現(xiàn)了下列3種新型交流穩(wěn)壓電源。①補償式交流穩(wěn)壓器：又稱部分調(diào)整式穩(wěn)壓器。利用補償變壓器的附加電壓串接在電源與負載之間,隨著輸入電壓的高低,用斷續(xù)式的交流開關（接觸器或晶閘管）或用連續(xù)式的伺服電動機來改變附加電壓的大小或極性

108、，把輸入電壓高出部分(或不足部分)減去(或加上)，從而達到穩(wěn)壓目的。補償變壓器容量僅為輸出功率的1/7左右,具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉的優(yōu)點，但穩(wěn)定度不高。②數(shù)控式交流穩(wěn)壓器和步進式穩(wěn)壓器：由邏輯元件或微處理機構(gòu)成控制電路，按輸入電壓高低轉(zhuǎn)換變壓器初級匝數(shù)，使輸出電壓獲得穩(wěn)定。③靜化式交流穩(wěn)壓器：由于具有良好的隔離作用，能消除來自電網(wǎng)的尖峰干擾而得到應用。電保鏢穩(wěn)壓器</p><p>　　Potentiometer

109、outline</p><p>　　An overview of the power supply: Electronic devices that can provide stable AC power to the load. Also known as AC voltage regulator. The relevant parameters of the AC power supply and q

110、uality indicators can be found in the AC power supply. Variety of electronic devices require a relatively stable AC power supply, especially when computer technology is applied to various fields, directly by the AC mains

111、 power supply without taking any measures can not meet the need. With the development of p</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 引 言1</p><p>　　1．1 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述1</p>

112、<p>　　1．2 研究課題的目的和意義1</p><p>　　1. 3 雙閉環(huán)晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2</p><p>　　1．4 本設計的基本要求：2</p><p>　　第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成2</p><p>　　2．1 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定2</p><p>

113、;　　2.1.1 設計思路2</p><p>　　2.1.2 主電路的確定3</p><p>　　2．2 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成4</p><p>　　第3章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算6</p><p>　　3.1 變壓器參數(shù)計算6</p><p>　　3.1.1 變壓器二次側(cè)電壓U2的計算6

114、</p><p>　　3.1.2 一次、二次側(cè)相電流I1、I2的計算6</p><p>　　3.1.3 變壓器容量S的計算6</p><p>　　3.2 平波電抗器參數(shù)計算7</p><p>　　3.2.1電流連續(xù)的臨界電感量L1的計算7</p><p>　　3.2.2限制輸出電流脈動的臨界電感量L2的計算7

115、</p><p>　　3.2.3電動機電感量LD的計算8</p><p>　　3.2.4實際串入平波電抗器的電感量L的計算8</p><p>　　3.3可控晶閘管參數(shù)計算8</p><p>　　3.3.1晶閘管的額定電壓計算8</p><p>　　3.3.2晶閘管的額定電流計算8</p><

116、;p>　　3.4 整流電路及晶閘管保護電路設計9</p><p>　　3.4.1 過電壓保護和du/dt限制10</p><p>　　3.4.2 過電流保護和di/dt限制10</p><p>　　3.5電流調(diào)節(jié)器的設計10</p><p>　　3.6 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設計13</p><p>　　第4章

117、 驅(qū)動控制電路的選型設計17</p><p>　　第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動態(tài)設計18</p><p>　　5．1 電流調(diào)節(jié)器的設計18</p><p>　　5.1.1 時間常數(shù)的確定18</p><p>　　5.1.2 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇19</p><p>　　5.1.3 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算19