【正文】 . Multiplying the shift by the vertical sensitivity will result in the dc voltage. An upward shift is a positive voltage (higher potential at the red or positive lead of the oscilloscope), while a downward shift is a negative voltage (lower potential at the red or positive lead of the oscilloscope). In general,1. Using the GND option, reset the horizontal line to the middle of the screen.2. Switch to AC (all dc ponents of the signal to which the probe is connected will be blocked from entering the oscilloscope— only the alternating, or changing, ponents will be displayed).Note the location of some definitive point on the waveform, such as the bottom of the halfwave rectified waveform of Fig. (a)。除了上網(wǎng)或是圖書館查找了一些相關(guān)方面的資料以外，在完成整個(gè)論文的過程中，董老師對(duì)于我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，幾乎是有求必應(yīng)，在此表達(dá)衷心的感謝。 參考文獻(xiàn)[1] 陳伯時(shí)主編《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》第 2 版﹒北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992[2] 彭鴻才主編《電機(jī)原理與拖動(dòng)》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998[3] 王兆安、黃俊主編《電力電子技術(shù)》第 4 版 ﹒北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996[4] 王離九主編《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》武漢：華中理工大學(xué)出版社，1991[5] 吳麒《自動(dòng)控制原理》北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990[6] 謝宗安主編《自動(dòng)控制系統(tǒng)》重慶：重慶大學(xué)出版社，1996[7] 馮垛生，鄧則名主編《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》廣州：廣東高等教育出版社，1998[8] Leonhard,W《Control of Electrical Drives 3rd ed》SpringerVerlag,2022[9] 陳伯時(shí)等《雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)（講座） 》冶金自動(dòng)化，1983（1） 、 （2）[10] 賴福新《電機(jī)控制系統(tǒng)》上海：上海交通大學(xué)出版社，1995[11] 秦祖蔭編《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》西安：西安交通大學(xué)電器教研室，1990[12] Murphy J M D and Turnbull F G《Power Electronic Control of AC Motors》Pergamon Press,1988[13] 林渭勛主編﹒電力電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]﹒北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990[15] 《電力電子變流技術(shù)》 黃俊 機(jī)械工業(yè)出版社 2022 致 謝經(jīng)過三個(gè)多月的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我們?cè)诙蠋煹南ば膸椭?，比較順利的完成了本次設(shè)計(jì),并把平時(shí)所學(xué)習(xí)到的東西用在了我們的設(shè)計(jì)中，使我的受益匪淺。通過這次學(xué)習(xí)，本人進(jìn)一步熟悉了電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力電子技術(shù)的基本理論，加深了對(duì)一些比較抽象的理論知識(shí)的理解，對(duì)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、各控制單元的工作原理、系統(tǒng)的性能特點(diǎn)都有了更深入的理解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過該設(shè)計(jì)系統(tǒng)改進(jìn)，與其為單閉環(huán)系統(tǒng)相比：機(jī)械特性偏硬，快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速將小。%176。i 39。nRK?04Rk?????? 若取 ， 39。MIdTG~TAUn*R0C+ASiiLV+ct 圖 72 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 為了獲得良好的靜動(dòng)態(tài)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用 PI 調(diào)節(jié)器，其原理圖示于圖 72。通常首先給定最小電流 以 A 為單位；再利用它計(jì)算所需的總電感量，以 mH 為單位，減mindI去電樞電感，即得平波電抗應(yīng)有的電感值。為了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動(dòng)的措施。根據(jù)以上晶閘管的參數(shù)計(jì)算和主電路設(shè)計(jì)需要，可見附錄 C 查出普通晶閘管主要參數(shù)，選出合適的晶閘管型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量。?9.? 49.?流有效值為 式（52） .=0A3dTdII??流過晶閘管的通態(tài)平均電流為 =197A 式（53）().?由于晶閘管的過載能力比一般電磁器件小，因而要選用晶閘管的通態(tài)平均電流為其實(shí)際正常平均值的 ～ 倍，取 300A，使之有一定的安全裕量。A，即選擇容量為 200kV2）D,yn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Y,yn0 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小得多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Ｗo(hù)和切除。繞組又分高壓和低壓或一次和二次繞組等。A，即選擇容量為 200kV可得： 式（41）NPUI?? 所以 A???整流變壓器的二次繞組為星形接法，二次側(cè)的相電流 是相位差 180176。當(dāng)按鈕斷開時(shí)，按鈕的這一條火線，通過接觸器的輔助接點(diǎn)，繼續(xù)為線圈提供電壓，接觸器還可以保持接通狀態(tài)，這就是接觸器的“ 自鎖” 。在一般觸發(fā)器設(shè)置的 RC濾波器，其滯后相角為 60176。同步電路 與 ，uU?s與 ， 與 都同相。對(duì)于負(fù)半周有效的鋸齒波觸發(fā)器，采用 NPN 晶體管，鋸齒波上升沿為有效部分。三相變壓器共有 24 種接法與 12 鐘點(diǎn)數(shù)。初始脈沖是指 Ud=0 時(shí)，控制電壓 uc0 與偏移電壓 up 為固定值條件下的觸發(fā)脈沖。導(dǎo)通，所以 VT1器件產(chǎn)生脈沖時(shí)給 VT6 器件補(bǔ)送一個(gè)脈沖。相鄰器件成雙接通。相位的后一相觸發(fā)單元在產(chǎn)生第一個(gè)脈沖時(shí)刻將其信號(hào)引至本相觸發(fā)單元 V6 的基極，使 V6 瞬時(shí)截止，于是本相觸發(fā)單元的 V8 管又導(dǎo)通，第二次輸出一個(gè)脈沖，因而得到間隔 60176。但只要 VV 6 中有一個(gè)截止，都會(huì)使uc5 變?yōu)檎妷海?VV 8 導(dǎo)通，就有脈沖輸出。 雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)本方案是采用性能價(jià)格比較優(yōu)越的、每個(gè)觸發(fā)單元一個(gè)周期內(nèi)輸出兩個(gè)間隔60176。當(dāng) uB 電位稍低于 15V 時(shí)，二極管 VD15 由截止變?yōu)閷?dǎo)通。在 V8 導(dǎo)通前，50V 電源已經(jīng)通過 R15 向 C6 充電。 強(qiáng)觸發(fā)環(huán)節(jié)強(qiáng)觸發(fā)脈沖可以縮短晶閘管的開通時(shí)間，提高晶閘管承受 di/dt 的能力，有利于改善串并聯(lián)器件的動(dòng)態(tài)均壓和均流，其電路如圖 33 所示。如此周而復(fù)始。因 O 點(diǎn)接地為零電位，R 點(diǎn)為負(fù)電位，Q 點(diǎn)電位與 R 點(diǎn)相近，故在這一階段 V2 基極為反向偏置，V 2 截止。圖 33 所示同步環(huán)節(jié)，它是由同步變壓器 TS 和作同步開關(guān)用的V2 組成。 同步環(huán)節(jié)在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)電路與主回路的同步問題是指要求鋸齒波的頻率與主回路電源的頻率相同。的位置。由于鋸齒波形兩端的非線性，因而要求鋸齒波的寬度大于180176。可以看出，加 up 的目的是為了確定控制電壓 uco=0 時(shí)脈沖的初始相位。所以實(shí)際波形如圖 36 所示。圖 38 鋸齒波觸發(fā)電路各晶閘管的電壓波形如果 uco=0，u p 為負(fù)值時(shí)，b 4 點(diǎn)的波形由 uh+u’p 確定，如圖 38 所示。()pRu??可見 u’p 仍為一條與 up 平行的直線，但數(shù)值比 up 小。根據(jù)疊加原理，先分析 V4 基極 b4 的波形，為了分析方便，先不考慮 V4 管的存在。當(dāng) V2 導(dǎo)通時(shí)，由于 R4 阻值很小，所以 C2 迅速放電，使 ub3 電位迅速間到零伏附近。圖 31 所示為恒流源電路方案。可見，脈沖前沿由 V4 導(dǎo)通時(shí)刻確定，V 5（或 V6）截止持續(xù)時(shí)間即為脈沖寬度。 當(dāng)控制電壓 Uco≈ 時(shí)，V 4 導(dǎo)通，A 點(diǎn)電位由+E 1（+15V ）迅速降低到 左右，由于電容 C3 兩端電壓不能突變，所以 V5 基極電位迅速降低到約 2E1（30V），由于 V5 發(fā)射結(jié)偏置，V 5 立即截止。 圖 36 脈沖的形成和輸出電路當(dāng)控制電壓 Uco=0 時(shí)，V 4 截止。此種電路可分成三個(gè)基本環(huán)節(jié)：脈沖的形成與放大；鋸齒波的形成和脈沖移相；同步環(huán)節(jié)。?由于本設(shè)計(jì)為電感性負(fù)載，所以電流是連續(xù)的，晶閘管的導(dǎo)通角總是 2 /3，式?（33）的積分上限可以超過 ，仍為 2 /3+ ，故??Ud= = = 式（33）2316sin()td???? ?可見電感性負(fù)載要求的最大移相范圍為 90? 觸發(fā)電路的具體設(shè)計(jì) 對(duì)觸發(fā)電路的要求（1）觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的功率(電壓與電流)晶閘管是電流控制型器件,門極伏安特性的分散性以及觸發(fā)電壓電流隨溫度變化的特性,為使各合格器件在各種條件下均能可靠觸發(fā),觸發(fā)電路提供的觸發(fā)電壓與電流必須大于產(chǎn)品參數(shù)提供的門極觸發(fā)電壓與觸發(fā)電流值,觸發(fā)信號(hào)是脈沖形式,只要觸發(fā)功率不超過規(guī)定值,觸發(fā)電壓,電流的幅值短時(shí)間內(nèi)可大大超過銘牌規(guī)定值.（2） 對(duì)觸發(fā)信號(hào)的波形要求脈沖應(yīng)有一定寬度以保證在觸發(fā)期間陽極電流能達(dá)到擎住電流而維持導(dǎo)通,對(duì)于電阻負(fù)載脈寬大于20～50μS ,電感負(fù)載脈寬大于 1ms,對(duì)于三相半波電路脈寬要大于,目前使用的由許多窄脈沖高頻,在晶閘管串聯(lián)或并聯(lián)是有利與同,常在脈沖前沿疊加一個(gè)強(qiáng)觸發(fā)脈沖.（3） 觸發(fā)脈沖的同步及移相范圍為使晶閘管在每個(gè)周期都在相同的控制角 觸發(fā)導(dǎo)通,觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的?陽極電壓也就是電源同步,內(nèi)工作,下:電阻負(fù)載時(shí)為0 o～150 o、大電感負(fù)載電流連續(xù)工作在整流時(shí)為0 o～90 o、既整流又逆變時(shí)為0 o～180 o.（4） 防止干擾與誤觸晶閘管的誤導(dǎo)通往往是由于干擾信號(hào)進(jìn)入門極電路而引起,因此需要對(duì)觸發(fā)電路進(jìn)行屏蔽、隔離等抗干擾措施. 觸發(fā)電路的形式大、中功率的變流器，對(duì)觸發(fā)電路的精度要求較高，對(duì)輸出的觸發(fā)功率要求較大，故廣泛應(yīng)用的是晶閘管出發(fā)電路。 主電路的基本工作原理整流輸出電壓三相半波整流電路在感性負(fù)載時(shí)：Ud= = U2Lcos = 式（32）?.34/?式(32)中 U2L為變壓器二次繞組的線電壓有效值。具體的設(shè)計(jì)細(xì)dU節(jié)將在下面章節(jié)闡述。當(dāng)改變電樞電壓調(diào)速時(shí)，機(jī)械特性的斜率都與固有機(jī)械特性的斜率相同特性較硬，當(dāng)降低電樞電壓在低速下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化的幅度較小，與電樞回路串電阻的方法比較，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要好的多，調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速需要可調(diào)的直流電源，因此能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和其他參量之間的穩(wěn)態(tài)關(guān)系可表示為： 式（31）aUIRnCe???式中， —轉(zhuǎn)速（r/min） ；n —電樞電壓（v） ；U —電樞電流（A） ；aI —電樞回路總電阻（Ω） ；R —?jiǎng)?lì)磁磁通（Wb） ； —電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。0i 式 （22???2）式（22 ）中， 為變壓器二次側(cè)線電壓，取額定值； 為變壓器二次側(cè)線電流，2LU2LI取額定值。由于電容兩端電壓不能突變，所以能有效的抑制過電壓。晶閘管承受過電流時(shí)，因?yàn)楸旧碛幸欢崛萘?，尚可?jiān)持短暫時(shí)間，但在遭受過電壓時(shí)，則會(huì)立即發(fā)生反向擊穿或正向轉(zhuǎn)折。max?觸發(fā)電路的接法只需按照標(biāo)號(hào)連接實(shí)物圖即可。SB 1 是停止按鈕，按下 SB1 后，KM 線圈斷電，KM 觸頭分離，主電路斷電。問題是希望在啟動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不在電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用，因此我們采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在實(shí)際工作中,我們希望在電機(jī)最大電流受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，最好是在過度過程中始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速后，又讓電流立即降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。但如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如要求起制動(dòng)、突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。 直流 雙閉環(huán)系統(tǒng)介紹 直流電機(jī)雙閉環(huán)（電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)）調(diào)速系統(tǒng)是一種當(dāng)前應(yīng)用廣泛，經(jīng)濟(jì)，適用的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。在工程設(shè)計(jì)與理論學(xué)習(xí)過程中，會(huì)接觸到大量關(guān)于調(diào)速控制系統(tǒng)的分析、綜合與設(shè)計(jì)問題。盡管當(dāng)今功率半導(dǎo)體變流技術(shù)已有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但在工業(yè)生產(chǎn)中 KZ—D 系統(tǒng)的應(yīng)用量還是占有相當(dāng)?shù)谋戎?。直流電動(dòng)機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性,調(diào)速平滑、方便,調(diào)速范圍廣；過載能力大,能承受頻繁的沖擊負(fù)載,可實(shí)現(xiàn)頻繁的無級(jí)快速起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；能滿足生產(chǎn)過程自動(dòng)化系統(tǒng)各種不同的特殊運(yùn)行要求，在許多需要調(diào)速