電氣工程課程設(shè)計(jì)-直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　2012年 7月 18 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課程 電氣工程課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題目

2、 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 姓名 學(xué)號(hào) </p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　對(duì)PWM的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì), 選擇性能好，應(yīng)用廣的直流調(diào)速系統(tǒng)，使其獲得

3、優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)調(diào)速特性,設(shè)計(jì)出應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。在調(diào)速范圍：1：1200；起動(dòng)時(shí)超調(diào)量：電流超調(diào)量:；轉(zhuǎn)速超調(diào)量: 的條件下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1] 夏得砛，翁貽方.自動(dòng)控制理論[M]．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[2] 陳伯時(shí)．電力

4、拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3] 王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)[M]．第4版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[4] 楊興姚．電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)[M]．[M]北京水利電力出版社，2003</p><p>　　[5] 劉軍．孟祥忠．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p>

5、;<p>　　完成期限 2012.7.10至2012.7.18 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p>　　2011年 7 月 9 日</p><p><b>　　目 錄

6、</b></p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)要求1</b></p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1</p><p>　　3 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1</p><p>　　3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)2</p>

7、<p>　　4 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)4</p><p>　　4.1 檢測(cè)環(huán)節(jié)4</p><p>　　4.2 調(diào)節(jié)器的選擇與調(diào)整5</p><p>　　4.3 系統(tǒng)的給定電源、給定積分器5</p><p>　　4.4 觸發(fā)電路的確定6</p><p><b>　　5.

8、參數(shù)計(jì)算8</b></p><p>　　5.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)8</p><p>　　5.2 速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)8</p><p><b>　　結(jié)論9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)10</b></p><p><b>　　1

9、設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　（1）直流電動(dòng)機(jī)：</b></p><p><b>　　型號(hào)：DJ15</b></p><p><b>　　功率：485W</b></p><p><b>　　電樞電壓：220V</b></p

10、><p><b>　　電樞電流：1.2A</b></p><p>　　額定轉(zhuǎn)數(shù)：1600rpm</p><p>　　（2）調(diào)速范圍：1：1200</p><p>　?。?）起動(dòng)時(shí)超調(diào)量：電流超調(diào)量:；轉(zhuǎn)速超調(diào)量: </p><p>　　2 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)</p><p>　

11、　直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)：功率Pe＝22KW，額定電壓Ue=220V，額定電流Ie=116A,磁極對(duì)數(shù)P=2，ne=1500r/min,勵(lì)磁電壓220V,電樞繞組電阻Ra=0.112Ω,主電路總電阻R＝0.32Ω，L∑＝37.22mH(電樞電感、平波電感和變壓器電感之和)，電磁系數(shù)Ce=0.138 Vmin／r，Ks=22，電磁時(shí)間常數(shù)TL=0.116ms，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.157ms，濾波時(shí)間常數(shù)Ton=Toi=0.00235s，過(guò)載倍數(shù)

12、λ＝1.5，電流給定最大值，速度給定最大值</p><p>　　3 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1.1 PWM變換器介紹</p><p>　　脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)PWM變換器。PWM變換器有不可逆和可逆兩類(lèi)，可逆變換器又有雙極

13、式、單極式和受限單極式等多種電路。下面分別對(duì)各種形式的PWM變換器做一下簡(jiǎn)單的介紹和分析。</p><p>　　不可逆PWM變換器分為無(wú)制動(dòng)作用和有制動(dòng)作用兩種。無(wú)制動(dòng)作用的簡(jiǎn)單不可逆PWM變換器主電路，其開(kāi)關(guān)器件采用全控型的電力電子器件。</p><p>　　這種簡(jiǎn)單不可逆PWM電路中電動(dòng)機(jī)的電樞電流不能反向，因此系統(tǒng)沒(méi)有制動(dòng)作用，只能做單向限運(yùn)行，這種電路又稱(chēng)為“受限式”不可逆PWM電

14、路。這種PWM調(diào)速系統(tǒng)，空載或輕載下可能出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象，系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能均差。</p><p>　　3.1.2 泵升電路</p><p>　　當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由高變低時(shí)（減速或者停車(chē)），儲(chǔ)存在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能將變成電能，并通過(guò)PWM變換器回饋給直流電源。當(dāng)直流電源功率二極管整流器供電時(shí)，不能將這部分能量回饋給電網(wǎng)，只能對(duì)整流器輸出端的濾波電容器充電而使電源電壓升高

15、，稱(chēng)作“泵升電壓”。過(guò)高的泵升電壓會(huì)損壞元器件，因此必須采取預(yù)防措施，防止過(guò)高的泵升電壓出現(xiàn)?？梢圆捎糜煞至麟娮鑂和開(kāi)關(guān)元件（電力電子器件）VT組成的泵升電壓限制電路，如圖2-5所示。</p><p>　　當(dāng)濾波電容器C兩端的電壓超過(guò)規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時(shí)，VT導(dǎo)通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻R上。這種辦法簡(jiǎn)單實(shí)用，但能量有損失，且會(huì)使分流電阻R發(fā)熱，因此對(duì)于功率較大的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在分流電路中

16、接入逆變，把一部分能量回饋到電網(wǎng)中去。但這樣系統(tǒng)就比較復(fù)雜了，我們就不選擇這種方式了。</p><p>　　圖3-1 泵升電壓限制電路</p><p><b>　　3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1 IGBT管的參數(shù)</p><p>　　IGBT（Insulated Gate Bipolor T

17、ransistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。這種器件具有MOS門(mén)極的高速開(kāi)關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。其開(kāi)關(guān)速度可達(dá)1mS，額定電流密度100A/cm2，電壓驅(qū)動(dòng)，自身?yè)p耗小。其符號(hào)和波形圖如圖3-2所示，設(shè)計(jì)中選的IGBT管的型號(hào)是IRGPC50U,它的參數(shù)如下：</p><p>　　管子類(lèi)型：NMOS場(chǎng)效應(yīng)管</p><p>　　極限電壓Vm：600V極限電流Im

18、：27 A耗散功率P：200 W</p><p>　　額定電壓U：220V</p><p>　　額定電流I：1.2A</p><p>　　3.2.2 緩沖電路參數(shù)</p><p>　　如圖3-2所示，H橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。 IGBT的緩沖電路功能側(cè)重于開(kāi)關(guān)過(guò)程中過(guò)電壓的吸收與抑制，這是由于IGBT的工作頻率可以高達(dá)30

19、-50kHz；因此很小的電路電感就可能引起頗大，從而產(chǎn)生過(guò)電壓，危及IGBT的安全。逆變器中IGBT開(kāi)通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的IGBT負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的IGBT上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大IGBT的容量。</p><p>　　緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻

20、R=10K；電容。</p><p><b>　?。╞） </b></p><p>　　3.2.3 泵升電路參數(shù)</p><p>　　如圖3-2所示，泵升電路由一個(gè)電容量大的電解電容、一個(gè)電阻和一個(gè)VT組成。</p><p>　　泵升電路中電解電容選取C=2000；電壓U=450V；VT選取IRGPC50U 型號(hào)的IGBT

21、管；電阻選取R=20。</p><p>　　4 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 檢測(cè)環(huán)節(jié)</b></p><p>　　4.1.1電流檢測(cè)環(huán)節(jié)</p><p>　　電流反饋環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)是主電路的電流量，經(jīng)變換后獲得輸出為直流電壓的反饋量，根據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)的組成，常用的電流反饋方式

22、和檢測(cè)元件有下面幾種：</p><p>　　1.利用整流橋直流側(cè)的電阻作檢測(cè)元件</p><p>　　在主電路直流側(cè)串接低阻值電阻以取得電流檢測(cè)信號(hào)，這種電流檢測(cè)方法，在電阻上會(huì)產(chǎn)生壓降或損耗。有時(shí)可利用電動(dòng)機(jī)的換向繞組和補(bǔ)償繞組上的壓降作為電流信號(hào)。上述方法主電路與控制電路在電路上需接入電流隔離器。將作為隔離輸入信號(hào)，隔離器的輸出再作為電流反饋信號(hào)。</p><p&g

23、t;　　2.以交流電流互感器作為檢測(cè)元件</p><p>　　對(duì)于定型生產(chǎn)的電流互感器，額定容量是10（或15）VA，二次電流是5A，允許負(fù)載電阻很小，得不到一般控制系統(tǒng)所需10V以上的電壓，故應(yīng)采用LZK-1系列控制專(zhuān)用電流互感器。在200A以上的大容量系統(tǒng)中，常采用在標(biāo)準(zhǔn)互感器后面再加一級(jí)5A：0.1A的互感器，以擴(kuò)大互感器變壓比，使二次電流減小，負(fù)載電阻可達(dá)200Ω以上，可滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)反饋信號(hào)電壓較大的要求。

24、使用交流互感器應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：</p><p>　　交流互感器一次電流應(yīng)根據(jù)整流裝置輸出最大電流來(lái)選擇。</p><p>　　工作時(shí)二次繞組不允許開(kāi)路，以防人身和設(shè)備事故。 </p><p>　　二次繞組一端應(yīng)接地．</p><p>　　帶負(fù)載情況下，拆除二次繞組時(shí)，首先應(yīng)將其短路．</p><p>　　具有續(xù)

25、流二極管的半控橋式整流電路不能采用交流檢測(cè)．</p><p>　　交流互感器正常工作時(shí)不允許飽和。如在三相零式整流電路中采用交流側(cè)檢測(cè)方案，則電流互感器應(yīng)改為曲折聯(lián)接，以免引起交流互感器的直流磁化而無(wú)法工作。</p><p>　　3．以直流電流互感器作為檢測(cè)元件</p><p>　　直流電流互感器實(shí)際上是一個(gè)由交、直流同時(shí)控制的磁性元件，直流電流變化時(shí)，磁路中的磁化

26、狀態(tài)發(fā)生變化，從而使其二次側(cè)交流輸出量發(fā)生改變，然后經(jīng)整流后得到反饋信號(hào)。</p><p>　　采用直流互感器檢測(cè)比交流互感器復(fù)雜，快速性稍差．但它用一臺(tái)直流互感器取代三臺(tái)交流互感器，使檢測(cè)裝置大為簡(jiǎn)化，且輸出信號(hào)功率大，具有電氣隔離．目前國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的BLZ系列產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　4.1.2電壓檢測(cè)環(huán)節(jié) </p><p>　　在調(diào)速系統(tǒng)中常

27、用整流裝置主回路的直流電壓作為電壓反饋信號(hào)，最簡(jiǎn)單的方法是在盡量靠近電動(dòng)機(jī)電樞兩端的位置（主回路平波電抗器之后），直接引出直流電壓反饋信號(hào)，但其輸入與輸出之間沒(méi)有電氣隔離，容易造成事故。這種方法只適用于小容量系統(tǒng)中。 </p><p>　　較大容量系統(tǒng)中，主回路直流電壓都在數(shù)百伏以上，而控制回路電壓一般都在±15v左右，故必須設(shè)置直流電壓隔離器。</p><p>　　直流電

28、壓隔離器常用的有二極管開(kāi)關(guān)型、三極管開(kāi)關(guān)型和利用晶閘管(1A以下)的反向開(kāi)關(guān)特性組成的晶閘管型電壓隔離器。前兩種，不僅能反映直流電壓大小，又能反映電壓方向，故既可用于不可逆調(diào)速系統(tǒng)，也適用于可逆系統(tǒng)；而后者僅能反映電壓大小，故只能用于不可逆系統(tǒng)。由于后者具有電路簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、線(xiàn)性度好等特點(diǎn)，故在不可逆系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　4.2 調(diào)節(jié)器的選擇與調(diào)整</p><p&g

29、t;　　作為系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器，是控制電路的關(guān)鍵部件，在系統(tǒng)中使用各種類(lèi)型的調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)輸入輸出的P、I、D、PI、PD、PID等多種運(yùn)算關(guān)系。調(diào)節(jié)器的選擇與參數(shù)整定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)，它對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的優(yōu)劣起著決定作用。調(diào)速系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)器的一般要求是： </p><p>　　1)節(jié)器須能夠調(diào)零，如果調(diào)節(jié)器在比例狀態(tài)下不能調(diào)零，當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出較大，則應(yīng)更換器件。</p><

30、;p>　　2)過(guò)調(diào)整消振電路參數(shù)，能消除高頻振蕩。</p><p>　　3)節(jié)器的正、負(fù)輸出電壓不能過(guò)小，一般要求輸出電壓接近直流穩(wěn)壓電源電壓(±15v)。對(duì)于PI調(diào)節(jié)器一般都要求輸出限幅。</p><p>　　4)調(diào)速系統(tǒng)中具有積分作用的電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，必須設(shè)置調(diào)節(jié)器鎖零環(huán)節(jié)。</p><p>　　5)節(jié)器的工作電源為直流穩(wěn)壓電源（±1

31、5v或±12v）。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)的給定電源、給定積分器</p><p>　　4.3.1給定電源GS</p><p>　　在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速總是緊緊地跟隨給定量而變化。給定電源的質(zhì)量在保證系統(tǒng)正常工作中是十分重要的，因此高精度的調(diào)速系統(tǒng)必績(jī)要有更高精度的給定穩(wěn)壓電源作保證。所以，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案、擬定控制電路時(shí)，必須十分注意對(duì)穩(wěn)壓電源

32、的設(shè)計(jì)與選擇。由三端集成穩(wěn)壓器件所組成的穩(wěn)壓電源，線(xiàn)路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)整方便，已逐漸取代分立元件，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用這種集成穩(wěn)壓源，以保證系統(tǒng)的可靠工作．為防止大幅度電網(wǎng)電壓波動(dòng)給穩(wěn)壓電源工作帶來(lái)的困難，目前已普遍采用恒壓變壓器作為穩(wěn)壓電源的電源變壓器。這些在設(shè)計(jì)時(shí)都需引起注意。</p><p>　　4.3.2給定積分器</p><p>　　在VTH直

33、流調(diào)速系統(tǒng)中，突加轉(zhuǎn)速給定信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在最大允許電流下實(shí)現(xiàn)恒流起動(dòng)，轉(zhuǎn)速以最大加速度上升，滿(mǎn)足最短時(shí)間控制。但一般直流電動(dòng)機(jī)不允許過(guò)大的電流上升率；有些生產(chǎn)設(shè)備本身不能承受過(guò)大的機(jī)械沖擊，或生產(chǎn)工藝過(guò)程要求系統(tǒng)起、制動(dòng)平穩(wěn)，超調(diào)量小。所以這時(shí)系統(tǒng)不能采用階躍給定方法，而采用給定積分器作為給定裝置，利用其輸出得到不同斜率的斜坡速度給定信號(hào)，滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。</p><p>　　轉(zhuǎn)速給定信號(hào)u0的上升率有三種方法：

34、改變電阻R；改變電容C；調(diào)節(jié)電壓u2。調(diào)整時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RP或改變N1的輸出限幅(調(diào)整RPl、RP2)的方法改變u2比較方便靈活，故應(yīng)用時(shí)多采用這種方法。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，給定積分器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等。</p><p>　　為防止給定積分器輸出電壓出現(xiàn)超調(diào)，可在反饋回路引入R1、C1組成的微分負(fù)反饋。</p><p>　　4.4 觸發(fā)電路的確定</p><

35、;p>　　在晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)中，觸發(fā)裝置是十分重要的控制單元。目前觸發(fā)裝置的種類(lèi)很多，具體電路各式各樣，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需要合理地選擇觸發(fā)電路。</p><p>　　4.4.1 選用觸發(fā)電路時(shí)須考慮的因素</p><p>　　系統(tǒng)對(duì)觸發(fā)電路的要求是設(shè)計(jì)和選擇觸發(fā)電路的依據(jù)，我們?cè)谶x用時(shí)應(yīng)考慮下列一些問(wèn)題：</p><p>　　1）觸發(fā)電路的工作一定要十

36、分可靠。這一點(diǎn)對(duì)可逆系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要</p><p>　　2）移相范圍應(yīng)滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。對(duì)于不同整流型式，不同負(fù)載性質(zhì)，其移相范圍要求也不同。晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)，電感性負(fù)載(電流連續(xù))，若采用三相零式或三相全控橋線(xiàn)路，對(duì)不可逆系統(tǒng)，要求α=0～900；對(duì)可逆系統(tǒng)，則要求α=0～1800。實(shí)際系統(tǒng)中，因有αmin和βmin角的限制，故移相范圍小于1800。</p><p>　　同步信號(hào)為鋸齒波

37、的觸發(fā)電路，移相范圍可超過(guò)1800；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路，其移相范圍小于1800；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍只有1500左右。</p><p>　　3）不同整流電路對(duì)脈沖寬度的要求不同。對(duì)單相、三相半波和三相橋式半控整流電路，應(yīng)選擇單脈沖觸發(fā)電路；對(duì)于三相橋式全控整流電路，應(yīng)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)電路。對(duì)于一些容量不大、對(duì)觸發(fā)要求不高的系統(tǒng)，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的觸發(fā)電路；一般情況下可使用由分立元件組成的觸發(fā)電

38、路或集成移相觸發(fā)電路；必要時(shí)可采用微機(jī)觸發(fā)電路。</p><p>　　4）觸發(fā)電路輸入輸出特性線(xiàn)性度要好，以提高系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路線(xiàn)性度好，適用于要求調(diào)速范周寬的系統(tǒng)；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路線(xiàn)性度稍差；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，其線(xiàn)性度更差，且有一段死區(qū)，一般用于小容量單相晶閘管系統(tǒng)中。</p><p>　　5）要求觸發(fā)器工作對(duì)電網(wǎng)電壓敏感。同步信號(hào)為鋸齒波的觸

39、發(fā)電路和同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路相比較，前者較后者好。</p><p>　　6）觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的功率(電壓、電流)和一定的寬度。 </p><p>　　7）在大功率裝置中，當(dāng)晶閘管采用串、并聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)，提高脈沖前沿陡度，保證同臂元件導(dǎo)通的同時(shí)性。</p><p>　　8）最好采用集成電路觸發(fā)裝置，使元件、焊點(diǎn)、接插件、走線(xiàn)數(shù)量減少，簡(jiǎn)化控制線(xiàn)路，

40、提高系統(tǒng)可靠性。</p><p>　　9）在實(shí)際應(yīng)用中一般應(yīng)采取防止誤觸發(fā)的具體措施。</p><p>　　10）對(duì)于共陰極接法的零式（半波）整流電路或半控橋式整流電路，可采用一套觸發(fā)裝置對(duì)所有的晶閘管同時(shí)進(jìn)行觸發(fā)控制。其余的整流電路形式，一個(gè)觸發(fā)脈沖只能觸發(fā)一個(gè)晶閘管。</p><p>　　4.4.2 觸發(fā)電路同步電壓的選取</p><p>

41、;　　為了讓變流器按規(guī)律正確工作，同步電壓的相位極為重要，它應(yīng)能準(zhǔn)確提供自然換相點(diǎn)，保證在移相范圍內(nèi)對(duì)晶閘管元件進(jìn)行移相控制，從而可對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)控制。</p><p>　　在已知整流變壓器的接線(xiàn)組別，選擇同步變壓器時(shí)的定相步驟如下：</p><p>　　1）據(jù)整流變壓器的接線(xiàn)組別，繪制主電路變壓器次級(jí)電壓的向量圖，有VT1的移相范圍和觸發(fā)電路移相控制原理，確定觸發(fā)電路需要的同步信號(hào)u

42、s2的相位。</p><p>　　2）選取超前us2相位π/3或π/6的電壓為同步電壓us1，確定阻容濾波器；由相控觸發(fā)電路同步方式確定同步變壓器次級(jí)相數(shù)；由主電路電壓向量圖及對(duì)us1的相位要求確定同步變壓器的接線(xiàn)組別。</p><p>　　3）按相位關(guān)系選取其他元件的同步電壓。當(dāng)為三相橋式全控變流電路且為按元件獨(dú)立同步時(shí)，各元件的同步電壓應(yīng)按順序滯后π/3，從而可以確定其他各元件的同步電

43、壓us1。</p><p><b>　　5.參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　5.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　按所用運(yùn)算放大器取=20K，，電樞回路總電阻R=20</p><p>　　ACR積分時(shí)間常數(shù)， 電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)應(yīng)取</p><p><b>　　因此

44、 </b></p><p>　　于是，ACR的比例系數(shù)為 </p><p>　　計(jì)算控制器的電阻電容值</p><p>　　,取50K </p><p>　　5.2速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為此，需求出它的等

45、效傳遞函數(shù)：</p><p><b>　　近似條件: </b></p><p>　　用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替電流閉環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為U*n(s)/α；再把時(shí)間常數(shù)為T(mén)on和2T∑i的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T(mén)∑n的慣性環(huán)節(jié)，且T∑n=Ton+2T∑I,， </p>

46、<p>　　要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，ASR也應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 </p><p>　　式中 Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);</p><p>　　τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 </p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的原因：</p><p>　　1)

47、. 系統(tǒng)在負(fù)載擾動(dòng)作用下，動(dòng)態(tài)速降要小。</p><p>　　2). ST飽和時(shí)，速度環(huán)退飽和超調(diào)量不大。</p><p>　　3). 速度環(huán)基本上是恒值系統(tǒng)。</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　按所用運(yùn)算放大器取=20K 電流反饋系數(shù)：=0.5v/A </p><

48、;p>　　轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：=0.007v·min/r =0.132v·min/r =0.18s </p><p>　　電樞回路總電阻R=20 =0.0234s 0.01s</p><p>　　—轉(zhuǎn)速控制器的積分時(shí)間常數(shù) 一般選h=5 </p><p>　　根據(jù)公式 </p><p>　　經(jīng)計(jì)算得出= 2

49、.17 ； </p><p>　　轉(zhuǎn)速控制器電阻電容值</p><p><b>　　取50K</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)，首先對(duì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)，加深了理解，是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的一次很好的應(yīng)用。通

50、過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我不僅在知識(shí)上有了進(jìn)一步的鞏固和提高，在求學(xué)和研究的心態(tài)上也有不小的進(jìn)步。我想無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活上只有自己有心去學(xué)習(xí)和參與才可能有收獲，這也算是這次設(shè)計(jì)給我的一點(diǎn)小小的感悟。</p><p>　　以前一直覺(jué)得理論知識(shí)離我們很遠(yuǎn)，經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)，才發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)與生活的聯(lián)系。這大大激發(fā)了我學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)的興趣。再者我們學(xué)習(xí)的是工科，不單純只是理論方面的的工作，還應(yīng)該考慮到實(shí)際情況。</p>

51、<p>　　總之，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過(guò)的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對(duì)，分析，解決新問(wèn)題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 夏得砛，翁貽方，自動(dòng)控制理論[M]．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>

52、　　[2] 陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社2003</p><p>　　[3] 王兆安，黃俊．電力電子技術(shù)[M]．第4版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[4] 楊興姚，電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)[M]．[M]北京水利電力出版社，2003</p><p>　　[5] 劉軍，孟祥忠．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，20

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