【正文】 / 2 R 0 / 2 C 0 i U f i R 0 / 2 R 0 / 2 R 0 / 2 R 0 / 2 C 0 n U f n R n 39。 ??????? nK IKnK fn dnfi （ ） 因為 039。 電流環(huán)： 12539。 rKK IKn fnn dnfi ?????? （ ） 靜差率： 456 in ????? n nS nn 由前述分析可知， LnLn TK與 均為轉(zhuǎn)差率 S 的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常系數(shù)，但當(dāng) maxSS? 時的 LnLn TK與 值可按定常系統(tǒng)設(shè)計，保證系統(tǒng)具有良好的性能。 取 msTT in 102 00 ?? ， FRTCoon ?24on ?? （ ） msTTT ion ??? ?? （ ） mshT in 67?? ?? （ ） 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率： 11 4512 12 1 ??????? shhc ??? （ ） 又因為 111921 ??? sTi ， 116821 ?? ? sT i 滿足iic TT ??? 2121 及?的條件，故電流環(huán)可等效為慣性環(huán)節(jié)，則 222。12m a x1??????????? ??TdTMLnXmrrrSXmrK?? （ ） ? ? msKIT LnLn )(210 ??????? ? （ ） 由于電流環(huán)超調(diào)量小，故電流環(huán)按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計。 ?? ni KK ?? KRi 125039。 若取 12539。 速度反饋系數(shù)： ? ? 1m i nm a x m i n/ 10 ??????? rVnn UK gnfn （ ） 取電流給定電壓 ： VUi 10? 電流反饋系數(shù)： AVIUKdmifi /* ??? （ ） 取電流調(diào)節(jié)器輸出電壓最大值： VUKm 5? 晶閘管放大倍數(shù)： 30c os424c os 0m i n2 ????? KmnTV UUK ? （ ） 晶閘管逆變器的滯后時間常數(shù)： mssTV 0 1 ?? 低速時靜差率要求的速度降： m i n/ in rnSn n ?????? （ ） 由于采用了抑制零點漂移的 PI 調(diào)節(jié)器，故穩(wěn)態(tài)時的速度降必須滿足 nIKK iK dnfnnf ??39。由于此同步晶閘管串級調(diào)速不能產(chǎn)生電氣制動轉(zhuǎn)矩，故減速過程只能靠負載轉(zhuǎn)矩自由降速，與晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)相似。這兩個調(diào)節(jié)器互相聯(lián)系，互相制約，使系統(tǒng)對于給定的電流、速度都是無靜差的。電流反饋信號 fiU 從電流互感器 TA 取出，速度反饋信號 fnU 取自測速發(fā)電機 TG。電流過零后，封鎖觸發(fā)脈沖。由于過載保護特性與過電流保護不同，故不能用過電流保護方法來進行過載保護。引起電動機過載的原因很多，如負載的突然增加，缺相運行以及電 網(wǎng)電壓降低等。正是由于熱繼電器的熱慣性，才使得它在電動機起動或短時過載時不會動作，從而避免了電動機的不必要的停車。因此，短路保護由熔斷器來完成。寬脈沖觸發(fā)電路雖可以少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓器飽和，需將鐵心體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致雙閉環(huán)控制的異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 21 漏感增大，脈沖前沿不夠 陡，對于晶閘管串聯(lián)適用不利。 C5 為整流前濾波， C7 為整流后濾波。而給定電壓和負偏移電壓可以由 給定電源來產(chǎn)生。的移相脈沖，正負半周脈沖相位比較均衡，并且輸出負載能力大，移相性能好，而且它對同步電壓要求低，目前廣泛應(yīng)用于單相、三相全控橋式晶閘管的雙脈 沖觸發(fā)。它可以同時發(fā)出六路脈沖觸發(fā)。利用 R、 C、 L串聯(lián)電路的濾波特性，使晶閘管上的電壓缺口變平，從而把 tu dd/ 降低到晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率 tu dd/ 以下。對于帶有整流變壓器和交流側(cè)阻容保護晶閘管裝置，由于變壓器的漏感和阻容保護電路的作用，使作用于晶閘管的正向電壓上升率 tu dd/ 不會過大。這里采用空心電抗器取值為 H?30 。限制 ti dd/ 的措施如下： （ 1） 交流側(cè)和直流側(cè)可采用阻容式保護電路，使電容放電電流不流經(jīng)晶閘管。因此選擇圖 的連接方式： ABC1 3 546 2 圖 過電流保護 快速熔斷器 選擇應(yīng)注意： （ 1）快速熔斷器的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。在這種情況下，采用快速熔斷器進行保護。 即： VUU Tm 2 ????? （ ） 電容耐壓為 VU 4 5 0~3 3 03 0 0)~( ??? （ ） 電阻功率為 : WfC UP mR 0 6262 ??????? ? （ ） 式中： f ——電源頻率（ Hz）； C ——與電阻串聯(lián)的電容值 ( F? )； mU ——晶閘管工作電壓峰值 (V)。因此即使和晶閘管串聯(lián)的線路電感 L 很小，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 ti dd 也很大，可達工作電壓峰值的幾倍，如不予抑制，很可能導(dǎo)致器件反向擊穿。為了使其達到快速性，采用壓敏電阻做過電壓保護，其標(biāo)稱電壓為： VUSUU ndmA 1 6 4 3~1 4 7 )2~()2~()2~( 2m a x1 ???????? （ ） 取 VUmA 15001 ? 根據(jù)計算可以選擇壓敏電阻的型號為 MYG32D911K 型號。壓敏電阻保護電路的接法如圖 所示，由于壓敏電阻的正反向特性對稱，因此三相電路用三個壓敏電阻，接成三角形。如，在整流電路中有其他過電壓保護措施時，選取的電容值可略小于以上的計算值．在通常情況下，增大電容量能降低作用于晶閘管上的過電壓和電壓上升率，但若電容量太大，不僅電容器體積很大，而且會增加電阻的損耗，便電阻的體積加大，造成整個阻容裝置體積過大，電容量增大還會增加晶閘管導(dǎo)通時的電流上升率對晶閘管不利。選擇電阻 ?8 ，電阻功率為 32W。阻容保護主要用于吸收操作過電壓，非線性電阻保護主要用于抑制浪涌過電壓。 （ 3）限制短路電流的上升率，是快速開關(guān)能及時動作，盡可能避免損壞快速熔斷器。 轉(zhuǎn)子整流器用的硅整流二極管，是在低頻率、大電流下工作，所承受的電壓與調(diào)速范圍有關(guān)，這就是整流二極管的工作特點。 逆變變壓器的參數(shù)計算與選擇 在串級調(diào)速系統(tǒng)中，常在晶閘管整流裝置的交流側(cè)設(shè)置逆變變壓器。3 2221222 ??????????? () 得 )39。211MKrr 電動機額定轉(zhuǎn)矩： mNn PT nnn ????? 5901457 9095659565 () 折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的漏抗： ? ???????????? ???????? ???????????????? 23/38021023/2222221211MnMnM KrrT PUX ?）（ () 2）逆變變壓器參數(shù)初步計算 逆變變壓器二次側(cè)線電壓： VUU nT o s 524)311(c o s3110m i n22 ?????? ?）（ () 逆變變壓器折算至直流側(cè)電抗（取 %5%?KU ） ??????? %22nTKT IUUX () 折算至直流側(cè)等效電阻： ?????? 22nTT IUr () 3）平波電抗器直流電阻 ?????? 22nnd IUr () 4）在串級調(diào)速狀態(tài)運行時的額定轉(zhuǎn)矩： 當(dāng) S=1 時，電動機定子折算到直流側(cè)的等效電阻為 139。在加速過程中， S 減小，電流 Id 及整流電壓隨之減小直至達到新的平衡，電動機仍進入新的穩(wěn)定狀態(tài)以較高轉(zhuǎn)速運行。根據(jù)設(shè)計要求，我們在設(shè)計中選擇電氣串級調(diào)速更適合。所以這種機械串級調(diào)速系統(tǒng)屬于恒功率調(diào)速，其特點是系統(tǒng)在低速時能夠產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩輸出，因而適用于一些需要低速大轉(zhuǎn)矩傳動的場合。這里直流電動機的電動勢就相當(dāng)于直流附加電動勢，通過調(diào)節(jié)直流電動機的勵磁電流 If 可以改變其電動勢，從而調(diào)節(jié)交流電動機的轉(zhuǎn)速。同理，減小 β值可以使電動機在較低的轉(zhuǎn)速下運行。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 串級調(diào)速方案論證 電氣串級調(diào)速 圖 為電氣串級調(diào)速方式原理圖。為此可在整流轉(zhuǎn)子的直流回路中寫出以下的電動勢平衡方程式： RIUU did ?? （ ） RIUKsEK dT ?? ?c o s22201 （ ） 式中： 1K 2K 與兩個整流裝置的電壓整流系數(shù) iU 逆變器輸出電壓 TU2 逆變變壓器的次級相電壓 ? 晶閘管逆變角 R 轉(zhuǎn)子直流回路的電阻 當(dāng)電動機拖動恒轉(zhuǎn)矩負載穩(wěn)定運行時，可以近似認為 dI 為恒值。 本次設(shè)計指標(biāo)： (1)生產(chǎn)機械為恒轉(zhuǎn)矩負載，最大負載功率 PL=72KW； (2)調(diào)速范圍 D=3:1； (3)低速時靜差率 S=； (4)要求電流超調(diào)量小，轉(zhuǎn)速抗擾性能及跟隨性能好 。隨著我國改革開放不斷深入和國民經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，國家大量撥款加速建設(shè)，現(xiàn)在已經(jīng)取得了很大的進步，有部分項目已經(jīng)達到了實用化階段，相信在不久的將來我國在雙閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)方面一定會趕上或進一步縮小與發(fā)達國家之間的差距。 90 年代中期以后，有一家公司又推出斬波式內(nèi)饋串調(diào)。 60 年代中期， 和 就提出了一種將繞線轉(zhuǎn)子電動機的轉(zhuǎn)差功率進行整流，然后經(jīng)過晶閘管逆變器將整流后的轉(zhuǎn)差功率逆變?yōu)殡娋W(wǎng)頻率的交流功率，并將其反饋到電動機的定子輔助繞組中的晶閘管串級方案，稱為 “定子反饋 ”方案，而把通過變壓器（逆變變壓器）將轉(zhuǎn)差功率反饋到電網(wǎng)（常規(guī)的晶閘管串級）稱為 “電網(wǎng)反饋 ”方案。首先根據(jù)設(shè)計要求確定調(diào)速方案和主電路的結(jié)構(gòu)型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，重在對電路各元件參數(shù)的計算和器件的選型，包括整流變壓器、整流元件、平波電抗器、保護電路以及電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算，從而達到設(shè)計要求，其中有繪制完整的雙閉環(huán)控制的異步電動機串級調(diào)速系統(tǒng)圖，主接線圖，控制電路圖，最后采用了 MATLAB 建模與仿真證明了該系統(tǒng)。 本科畢業(yè)設(shè) 計（ 論 文） 題 目 雙閉環(huán)控制的異步電動 機串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 教學(xué)院系 電氣信息學(xué)院 專業(yè)年級 電氣工程及其自動化 09 級 指導(dǎo)教師 職 稱 單 位 西南石油大學(xué) 輔導(dǎo)教師 職 稱 單 位 完成日期 2020 年 6 月 9 日 Southwest Petroleum University Graduation Thesis The Design of Double Closed Loop Control of Asynchronous Motor Cascade Speed Regulation System School of Electrical Engineering and Information 20206 Grade: 2020 Name: Speciali