【正文】 能穩(wěn)定工作。用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)校正方法設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器須同時(shí)解決穩(wěn)、準(zhǔn)、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、動(dòng)態(tài)性能要求，需要設(shè)計(jì)者有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而初學(xué)者則不易掌握，于是有必要建立實(shí)用的設(shè)計(jì)方法。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在軋鋼機(jī)、礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)、挖掘機(jī)、海洋鉆機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙機(jī)、高層電梯等需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。以上技術(shù)的應(yīng)用，使直流調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)大幅提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)各元部件，并對(duì)其參數(shù)的計(jì)算，包括給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、檢測(cè)電路、觸發(fā)電路和穩(wěn)壓電路的參數(shù)計(jì)算然后最后采用MATLAB/SIMULINK對(duì)整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，最后畫(huà)出了調(diào)速控制電路的電氣原理圖。最后，即本文的重點(diǎn)設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器電路，本文采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為對(duì)象來(lái)設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器。在設(shè)計(jì)中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來(lái)供電。 課設(shè)題目：VM雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 姓名：李有邦 目 錄摘 要 3第1章 緒 論 4 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述 4 研究課題的目的和意義 4 技術(shù)要求 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 5 技術(shù)數(shù)據(jù) 5第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng) 6 整體設(shè)計(jì) 6 主電路 6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 7 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 8 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 9 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 10 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 10第3章 主電路元部件及參數(shù)計(jì)算 11 整流變壓器容量計(jì)算 11 次級(jí)電壓U2 11 次級(jí)電流I2和變壓器容量 12 晶閘管的電流及電壓定額計(jì)算 12 晶閘管額定電壓UTN 12 晶閘管額定電流IN 13 平波電抗器電感量計(jì)算 13 保護(hù)電路的計(jì)算 14 過(guò)電壓保護(hù) 14 過(guò)電流保護(hù) 16第4章 驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 184．1 晶閘管的觸發(fā)電路 184．2 脈沖變壓器的設(shè)計(jì) 19第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 21 電流調(diào)節(jié)器 21 時(shí)間常數(shù)的確定 21 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 21 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 22 近似條件校驗(yàn) 22 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 23 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 23 時(shí)間常數(shù)的確定 23 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 23 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 24 近似條件校驗(yàn) 24 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 24 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量 25設(shè)計(jì)總結(jié) 26參考文獻(xiàn) 27附 錄 28 摘 要轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。本文首先確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案和框圖。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者之間實(shí)行嵌套聯(lián)接。關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器第1章 緒 論 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述三十多年來(lái)，直流電機(jī)調(diào)速控制經(jīng)歷了重大的變革。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(biāo)準(zhǔn)化，在不可逆脈寬調(diào)速、高精度的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中仍然難以替代。近年來(lái)，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動(dòng)系統(tǒng)無(wú)論在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。，無(wú)靜差（靜差率s≤2）。 設(shè)計(jì)內(nèi)容，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫(huà)出系統(tǒng)組成的原理框圖。（要求計(jì)算機(jī)繪圖）。系統(tǒng)主電路：R∑=，Tm=。由改變電源電壓調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性方程式: n=( Ud/CeФ)(RO+Ra)T/ CeCTФ2 注解：Ud整流電壓 ,R0為整流裝置內(nèi)阻由此可知，改變Ud，可改變轉(zhuǎn)速n。和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都很大提高，而且在技術(shù)性能上也現(xiàn)實(shí)出較大的優(yōu)越性。主電路圖如下： 主電路原理圖三相全控橋整流電路實(shí)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(yáng)極組串聯(lián)電路。為此，晶閘管必須嚴(yán)格按編號(hào)輪流導(dǎo)通。考慮到控制角α增大，會(huì)使負(fù)載電流斷續(xù)，并且負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，由于電流斷續(xù)和直流的脈動(dòng)，會(huì)使晶閘管導(dǎo)通角θ減少，整流器等效內(nèi)阻增大，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性變軟，換向條件惡化，并且增加電動(dòng)機(jī)的損耗，故在直流側(cè)串接一個(gè)平波電抗器，以限制電流的波動(dòng)分量，維持電流連續(xù)。（a）所示。這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動(dòng)過(guò)程。 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)連接，如圖2所示，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)裝置。采用PI調(diào)節(jié)的單個(gè)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。二者之間實(shí)行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。這時(shí)就要采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)太時(shí)總是為零。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了保證負(fù)載能正常工作，當(dāng)主電路的接線形式和負(fù)載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓U2。UK%—變壓器的短路電壓百分比，100千伏安以下的變壓器取UK%=5，100~1000千伏安的變壓器取UK%=5~8。nUT—表示主電路中電流經(jīng)過(guò)幾個(gè)串聯(lián)晶閘管的管壓降。ε=,A=,B= 0 ，C=，UK%=5，取U2=270V。對(duì)于本設(shè)計(jì)，UM= U2，故計(jì)算的晶閘管額定電壓為：UTN=（2~3）U2=（2~3）270=1323～1984V,取1800V 晶閘管額定電流IN 為使晶閘管元件不因過(guò)熱而損壞，需要按電流的有效值來(lái)計(jì)算其電流額定值。 平波電抗器電感量計(jì)算 由于電動(dòng)機(jī)電樞和變壓器存在漏感，因而計(jì)算直流回路附加電抗器的電感量時(shí)，要從根據(jù)等效電路折算后求得的所需電感量中，扣除上述兩種電感量。這里采用金屬氧化物壓敏電阻的過(guò)電壓保護(hù)。 二次側(cè)過(guò)電壓壓敏電阻保護(hù)（1）壓敏電阻的額定電壓選擇可按下式： 式中，壓敏電阻的額定電壓， VYJ型壓敏電阻的額定電壓有：100V、200V、4760V、1000V等。2．直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)整流器直流側(cè)在快速開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或橋臂快速熔斷等情況，也會(huì)在A、B之間產(chǎn)生過(guò)電壓，可以用非線性元?dú)饧种七^(guò)電壓，本設(shè)計(jì)壓敏電阻設(shè)計(jì)來(lái)解決過(guò)電壓時(shí)(擊穿后)，正常工作時(shí)漏電流小、損耗低，而泄放沖擊電流能力強(qiáng)，抑制過(guò)電壓能力強(qiáng)，除此之外，它對(duì)沖擊電壓反應(yīng)快，體積又比較小，故應(yīng)用廣泛。因此，必須研究過(guò)電壓的產(chǎn)生原因及抑制過(guò)電壓的方法。（2）在交流側(cè)設(shè)置電流檢測(cè)裝置，利用過(guò)電壓信號(hào)去控制觸發(fā)器，使脈沖快速后移或?qū)γ}沖進(jìn)行封鎖。② 快速開(kāi)關(guān)的額定電壓≥額定整流電壓。在選擇時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題：① 快熔的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。一次側(cè)電流計(jì)算式：2．晶閘管過(guò)電流保護(hù)晶閘管不僅有過(guò)電壓保護(hù)，還需要過(guò)電流保護(hù)?？焖偃蹟嗥饔摄y質(zhì)熔絲埋于石英砂內(nèi)，熔斷時(shí)間極短，可以用