【正文】 K4K5K6K C0 4 K C0 4K C0 4K C4 1K C4 25 . 1 K 5 . 1 K 5 . 1 K5 . 1 K 5 . 1 K 5 . 1 K1 0 K 1 0 K 1 0 K 0 . 0 1 u F 0 . 0 1 u F 0 . 0 1 u F0 . 0 4 7 u F 0 . 0 4 7 u F 0 . 0 4 7 u F3 0 K 3 0 K 3 0 K0 . 4 7 u F 0 . 4 7 u F 0 . 4 7 u F6 . 8 K 6 . 8 K6 . 8 K2 0 K1 0 K6 8 0 0 p6 8 0 0 p1K1K1K1K1K1K2 . 2 K 2 . 2 K 2 . 2 K1 0 K1 u F 1 u F3 0 K 3 0 K3 0 K1K 1K 1K0 . 0 1 u F 0 . 0 1 u F1 u F1 u F 1 u F1 5 K1 5 K1 5 K1 0 K 1 0 K 1 0 K2 CK 4 33 D G 1 2 B 6Uc 1 5 V+ 1 5 V+ 1 5 VVa Vb Vc圖 41 由 KC0 KC4 KC42 組成的集成觸發(fā)脈沖產生電路 19 由產品目錄中查得 KP100 晶閘管的觸發(fā)電流為 GTI 為 10~250mA,觸發(fā)電壓4GTVV? 。按電路要求，同步電壓取 30V，因一次側直接與電網相接，每相繞組電壓為 380V，考慮制造方便，功率的裕量留大一些，最后確定單相變壓器參數為：容量為 3VA，電壓為 380V/30V，數量為 3 只，同步變壓器的聯結如圖42 所示。 ② 電流濾波時間常數 oiT 對于三相全控橋式整流電路，可取 2 ms s?? 。 二極管 3VD1 和 3VD2起運放輸入限幅，保護運放的作用。 電流調節(jié)器超前時間常數： ? ?? 。 電流環(huán)小時間常數近似處理條件： 11 1 1 1 3 cis oi sTT ??? ? ? ? ???， 滿足條件。 ② 轉速濾波時間常數 onT 根據所用沒速發(fā)電機紋波情況，取 ? 。在此不再重述。 圖 52 轉速調節(jié)器 3 R 0 n / 2 3 R 0 n / 23 R 0 n / 2 3 R 0 n / 23 R b a l3 R n 3 C n3 R 23 R W 33 R W 43 V D 53 V D 63 V D 73VD8+ 1 5 V 1 5 V3 C o n3 C o n*nU nU *iU 23 電流環(huán)傳遞函數簡化條件為iI WsTK ??? ?? 0 3 ，滿足條件。 故 ? ? ? ? ? ?1 1 4 . 4 0 . 0 8 7 10 . 0 8 7nnA S R nK s sWs ss?? ? ? ????。另外一種是面向控制系統電氣原理結構圖，使用 Power System 工具箱進行調速系統仿真的新方法。其中的主電路部分，交流電源、晶閘管整流器、觸發(fā)器、移相控制環(huán)節(jié)和電動機等環(huán)節(jié)使用 Power System 模型庫的模塊。而電流調節(jié)器 ACR 的輸出限幅就決定控制角的最大和最小限制。 （ 2）晶閘管的參數設置 ??， ? ， 0fV? ， 50Rs??， 250 9Cs e??（ 250 109） F （ 3）同步觸發(fā)脈沖模塊的參數設置 頻率設為 50Hz，脈沖寬度設為 10176。 系統仿真結果的輸出及結果分析 當建模和參數設置完成后，在開始仿真前，需要對仿真器參數進行設置，選擇“ Simulation”菜單中的“ Simulation parameters”命令，出現仿真參數設置對話框。 （ 2）負載起動 將圖 61 中的負載給定設為 10，轉速給定設為 1000，啟動仿真，得到如圖63 所示的結果，從圖可看出，剛起動，電樞電流各電磁轉矩很大，并被限制在最大值，轉速上升很快 ，轉速超調后，電樞電流下降很快，轉速很快穩(wěn)定到給定轉速，在穩(wěn)態(tài)時，電樞電流約為 15A。轉速給定設為 1000，啟動仿真，得到如圖 65所示的結果。 27 7 設計心得 通過這次設計，我基本上掌握了直流雙閉環(huán)調速系統的設計。 28 參考文獻 【 1】 陳伯時 . 電力拖動自動控制系統 —— 運動控制系統 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 【 2】 楊蔭福 . 段善旭、朝澤云 .電力電子裝置及系統 .北京：清華大學出版社， 2020 【 3】 王兆安 . 黃俊 .電力電子技術 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 【 4】 李發(fā)海 . 王巖 .電機拖動基礎 . 第三版 . 北京：清華大學出版社， 2020 【 5】 李友善 . 自動控制原理 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 【 6】 周淵深 . 交直流調速系統與 MATLAB 仿真 . 北京：中國電力出版社， 2020 。 本課程設計綜合運用了自動控制原理、電力電子技術、電力拖動與控制技術等的知識，為了更好的完成設計，我又重新復習了一遍原來所學的知識，加深了對知識的理解，提高了對知識的應用能力，同時使我認識到了各個課程之間是緊密聯系的。電樞電流增大很多。從圖可看出，起動時電樞電流各電磁轉矩沒達到最大允許值，轉速也沒有超調，穩(wěn)態(tài)時，轉速仍穩(wěn)定中給定轉速。單擊工具欄的 按鈕，即可進行仿真。 （ 4）電機模型的設置 勵磁電阻為 / 2 2 0 / 1 .6 1 3 7 .5ffUI ? ? ?。、 120176。模型中轉速反饋和電流反饋均取自電動機測量單元的轉速和電流輸出端，減小了測速和電流檢測環(huán)節(jié)，這不會影響仿真的真實性。 系統的建模與 參數設置 系統的建模 采用 Simulink 工具箱中的 Power System 模塊組成的轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統如圖 61 所示。設理想空載 z=0， h=5時，查得bCCmax? =%，所以 n? =2（bCCmax? ）（ z?? ）mnN TTnn ?? ?? = 2 8 5 0 . 0 1 7 42 8 1 . 2 % 1 . 5 0 . 0 6 7 6 . 7 % 1 0 %1 0 0 0 0 . 1 8? ? ? ? ? ? ?，滿足設計要求。 ⑦ 計算調節(jié)器電阻和電容： 取 0R =40 ?k ，則 0 1 4 .4 4 0 5 7 6nnR K R k? ? ? ? ? ?，取 620?k 。 ASR 的比例系數為： ? ?1 6 0 . 1 2 0 . 1 9 3 0 . 1 8 1 4 . 42 2 5 0 . 0 1 1 0 . 0 1 7 4emn nh C TK h R T?? ??? ? ? ?? ? ?? ? ? ?。 ④ 轉速調節(jié)器的選擇 按設計要求，選用 PI 調節(jié)器，其傳函為 ? ? ? ?ssKsW nnnAS R ? ?? ?? 1， 其模擬電路圖如圖 52 所示。故 ? ? ? ?sKsW iiiACR ?? 1??= ? ? ss??。 晶閘管整流裝置傳遞函數的近似條件： 9 60 0 1 131 ???? STs ci? 滿足條件。 3R1 是為了避 0免運算放大器長期工作產生零點漂移，其阻值較大，可取 。 ④ 電流調節(jié)器的選擇 因為電流超調量 %5?i? ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型系統設計電流調節(jié)器電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，故可用 PI 型電流調節(jié)器 ? ? ? ?sKsW iiiAC R ?? 1??。 7 8 1 57 9 1 5B1B23C13C23C33C43C53C6~1 7 V~1 7 V+ 1 5 V 1 5 V3 D 13 D 2圖 43 177。 同步變壓器設計 如圖 41 所示的六路雙脈沖觸發(fā)電路需要三個互差 120176。 KC42 主要是用于電網電壓波形的補償，從而使同步脈沖更加準確，減小了電網電壓波形對觸發(fā)脈沖的影響。觸發(fā)集成芯片采用目前比較常用的 KC 系列。 本設計中取 TK =、 shU =8 所以 TL = 8 120/（ 100 209） = (4）實際串入平波電抗器的電感量 dL ? ?21m a x , ( 2 )d D TL L L L L? ? ? （ 315） 已知電動機電感量 DL =7mH ， 12LL? 則： Ld=max(L2,L1)(LD+2LT)=(7+2 )= 17 勵磁電路元件的選擇 整流二極管耐壓與主電路晶閘管相同，故取 700V。通常負載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。 （ 1）算出電流連續(xù)的臨界電感量 1L 可用下式計算，單位 mH。當發(fā)生無勵磁或弱磁（勵磁電流沒達到最小允許值）時， KA2 的常開觸頭斷開，接觸器 KM 失電，其主觸頭切斷全控整流器的電源，從而實現無勵磁或弱磁保護。熱繼電器 FR 既作缺相保護，也可作過載保護。 （ 3）過電流繼電器的選擇 因為負載電流為 209A，所以可選用吸引線圈電流為 30A 的 JL1411ZS 型手動 15 復位直流過 電流繼電器，整定電流取 209=≈ 260A?？焖偃蹟嗥骺梢园惭b在直流側、交流側和直接與晶閘管串聯。 由于 AIT 160? 由上表得 C=， R=10Ω， 電容耐壓≥ mU = 26U = 6 120=441V 選 C 為 CZJD2型金屬化紙介質電容器 , 耐壓為 450V。 閘管及整流二極管兩端的過電壓保護 14 抑制晶閘管關斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯阻容保護電路方法。 （ 2） 直流側過電壓保護 直流側保護可采用與交流側保護相同保護相同的方法，可采用阻容保護和壓敏電阻保護。 表 31 變壓器和阻容裝置不同接法時電阻和電容的數值 變壓器接法 單相 三相、二次 Y聯結 三相、二次 D聯結 阻容裝置接法 與變壓器二次側并聯 Y聯結 D聯結 Y聯結 D聯結 電容 C C 1/3C 3C C 電阻 R R 3R 1/3R R 取 emI =6, shU =8，由式（ 311）、（ 312）、（ 313）得 C≥ 6 emI S/U22=6 6 103/1202= 耐壓≥ = 2 120= 由公式計算出電容量一般偏大，實際選用時還可參照過去已使用裝置情況來確定保護電壓的容量，這里選 CZ322型金屬化紙介電容器，電容量 160uF，耐壓 300V。 （ 1）交流側過電壓保護 ① 錯誤 !未指定書簽。 對于三相全控整流電路 K=，考慮 ～ 2 倍的裕量 ? ? ? ? ? ? n2~~ KIKII