【正文】 eBDate:25Dec2008Sheet of File:C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\新建文件夾\新建文件夾\MyDesign2.ddbDrawn By:13457 89 11 12 13 14 15 16kc044R14R24R34R154R164C44C74R44R44W54W2C74C1 4C1013457 89 11 12 13 14 15 16kc044R84R94R104R194C54C84R184W34C1113457 89 11 12 13 14 15 16kc044R114R124R134R234R244C64C94R214R224W44C121 2 3 4 5 610111213141516kc412 4 6 7810111214kc424C144C1315V4W1+15v4R254R204D14C174C18T24R274R284R294R304R314R31K27K17K37K57K47K6774 32T474 42T676 52T373 24T171 21T575 274R54W5B74C24R64W5A74C34R7I 12 控制電路的直流電源 這里選用集成穩(wěn)壓電路 CM7815 和 CM7915，如圖 23所示。 ③ 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù) iT? 按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 017 02 037i s o iT T T s? ? ? ? ? ?。二極管 3VD 4VD4 和電位器 3RW 3RW2 用于正負(fù)限幅，調(diào)節(jié) 3RW1 或 3RW2 就可以改變下輸出幅值或負(fù)限幅值。 忽略反電動(dòng)勢變化對電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響條件： icl sssTT ?????? ? 1m 1313 滿足條件。 （ 2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)： 按設(shè)計(jì)要求，選用 PI調(diào)節(jié)器 ? ? ? ?ssKsWnnnA SR ? ?? ?? 1 （ 3）計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)： 按跟隨和抗干擾性能較好原則，取 h=4,則 ASR 的超前時(shí)間常數(shù)為：shT nn 0 6 9 1 7 ???? ?? ， 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 12222 52 1 ?? ?????? sThhK nN。 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為：I WsTK ??? ? 1on ，滿足近似條件。 其結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 5— 2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量：由 h=4，查得 %10% ??n? ，不滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)使 ASR 退飽和重計(jì)算 n? 。 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 系統(tǒng)的建模 采用 Simulink 工具箱中的 Power System 模塊組成的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)如圖 61 所示。模型中轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋均取自電動(dòng)機(jī)測量單元的轉(zhuǎn)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(shí)性。采用面向電氣原理結(jié)構(gòu)圖方法構(gòu)成的雙閉環(huán) 系統(tǒng)仿真模型如圖 81所示。圖 82是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速曲線。第二階段， ASR飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流給定作用下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電流基本上保持不變，拖動(dòng)系統(tǒng)恒加速，轉(zhuǎn)速線形增長。由于在本系統(tǒng)中，單片機(jī)系統(tǒng)代替了控制電路的絕大多數(shù)控制器件，所以各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理和調(diào)整都是在單片機(jī)內(nèi)完成的，控制效果要好于本次的仿真結(jié)果。 在交流提升機(jī)的拖動(dòng)控制改造方面，國內(nèi)的許多單位和一些專家也作了許多努力。 能量指標(biāo)是衡量調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的重要方面，而系統(tǒng)的效率與功率因數(shù)是能量指針的主要內(nèi)容。逆變器的控制角可取為較小值，且固定不變，故可降低無功損耗，而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。 圖 2— 1 斬波控制串級調(diào)速系統(tǒng)原理圖 具有斬波控制的串級調(diào)速系統(tǒng)與普通串調(diào)系統(tǒng)相比在直流回路中增加了開關(guān)器件 CH 、隔離二極管 DV ,濾波電容 C 。在 CH 截止時(shí)， Id 通過 DV 流入逆變器， Id下降。在交流電機(jī)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，改變 /T? ，就可以改變 Id 的大小，即改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩 Te ，從而達(dá)到調(diào)速的目的。雙閉環(huán)系統(tǒng)是一種具有電流閉環(huán)和速度閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)，較單閉環(huán)系統(tǒng)有著更為優(yōu)良的靜、動(dòng)態(tài)特 性。圖中轉(zhuǎn)速反饋信號取自于增量式光電編碼器，電流反饋信號 Ui 取自直流主回路中設(shè)置的霍爾電流傳感器。 圖 2— 3 有轉(zhuǎn)子斬波器的異步電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在電機(jī)調(diào)速中的特點(diǎn)是 :在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流很快的加大到允許過載能力值 Idm ，并且保持不變，在這個(gè)條件下，轉(zhuǎn)速 n得到線性增長，當(dāng)升到需要的大小時(shí)，電機(jī)的電流急劇下降到克服負(fù)載所需的電流值 Ifz 。電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓再作為導(dǎo)通比為 a的控制電壓加至 PWM 后與 PWM 內(nèi)的載波比較以產(chǎn)生脈寬調(diào)制脈沖波。兩個(gè)調(diào)節(jié)器之間是串級連接的關(guān)系。 主電路的建模 M C L 2 L 1TND I G C T隔離電路T M S 320 LF 2407 AACRA S RUiUiUgUpU c tP W M 控制逆變控制電路霍爾電流傳感器增量式光電編碼器 24 根據(jù)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斬波串級調(diào)速系統(tǒng)的主電路組成框圖，利用Simulink 和 Power System 工具箱，在同步電源與六脈沖觸發(fā)器模型封裝后，將六脈沖觸發(fā)器輸出的脈沖放大，與其它模塊連接即可建立主電路，與實(shí)際電路不同的是，這里的電流反饋信號直接引用了晶閘管有源逆變器輸出的電流，轉(zhuǎn)速反饋直接采用電機(jī)輸出信號測量分路器中的電機(jī)轉(zhuǎn)速 m? (rad/s)。和漏感 /IrL =2mH，互感mL = mH，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J = 2Kg m? ，極對數(shù) P =2，三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。 按照斬波串級調(diào)速系統(tǒng)先單元、后系統(tǒng) 。優(yōu)化后的主要環(huán)節(jié)參數(shù)如下 : 交流電源 :工頻、相電壓有效值 127V。負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TL 為 30N178。 該仿真結(jié)果是采用“ outl”模塊觀察的仿真輸出結(jié)果，該輸出模塊會將數(shù)據(jù)返回到 MATZAB 命令窗口中，并自動(dòng)用一個(gè)名為“ yout”的變量保存起來。而在動(dòng)態(tài)過渡過程中，仿真系統(tǒng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對階躍給定信號的跟蹤有一定的偏差。 (3)用面向系統(tǒng)電氣原理圖的仿真方法對系統(tǒng)進(jìn)行仿真 分析，可以很方便地對各種工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證、節(jié)約大量人力物力，從而實(shí)現(xiàn)高效、成功的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析。 在這次電氣傳動(dòng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)中，首先我通過認(rèn)真的準(zhǔn)備，對所學(xué)的理論知識有了更深的了解，對以前沒有弄清楚的問題在這次設(shè)計(jì)中通過親自 動(dòng)手查證，論證，都一一解決了。 不久我們將走上工作崗位，希望能夠綜合應(yīng)有所學(xué)理論知識去分析解決實(shí)際工程問題，將設(shè)計(jì)應(yīng)有于實(shí)踐，展現(xiàn)出大學(xué)生應(yīng)該具有的技術(shù)理論知識水準(zhǔn)。在此要感謝我們的指導(dǎo)老師胡老師和陳老師的悉心指導(dǎo)，感謝老師們給我們的幫助