【正文】 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nnom。 （1）跟隨性能指標(biāo) 在給定信號(hào)（或稱(chēng)參考輸入信號(hào)）R（t）的作用下，系統(tǒng)輸出量C（t）的變化情況用跟隨性能指標(biāo)來(lái)描述。 動(dòng)態(tài)過(guò)程中，輸出量超過(guò)輸出穩(wěn)態(tài)值的最大偏差與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分?jǐn)?shù)表示，叫做超調(diào)量，即 超調(diào)量用來(lái)說(shuō)明系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，超調(diào)量越小，說(shuō)明系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性越好，即動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較平穩(wěn)。5%或177。2．恢復(fù)時(shí)間tv從階躍擾動(dòng)作用開(kāi)始，到輸出量基本上恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，距新穩(wěn)態(tài)值C∞2之差進(jìn)入某基準(zhǔn)量Cb的177。 PWM直流調(diào)速系統(tǒng) 直流電動(dòng)機(jī)的PWM控制原理制調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱(chēng)PWM變換器。 圖 23（a) 原理圖 （b) 波形圖 PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的組成由GTR構(gòu)成的脈寬調(diào)速系統(tǒng)的組成如下圖24[1][2][12]，其中GM為三角波振蕩器，UPW 為脈寬調(diào)制器， GD為基極驅(qū)動(dòng)器, PWM為脈寬調(diào)制變換器，F(xiàn)A為瞬時(shí)動(dòng)作的限流保護(hù)環(huán)節(jié)。這種鋸齒波發(fā)生器線(xiàn)性度好，調(diào)整簡(jiǎn)便，在工程中應(yīng)用廣泛，其震蕩頻率為[4] (21)式中，為電位器RP的分壓系數(shù)。運(yùn)算放大器A3工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài)，它能輸出正、負(fù)的飽和電壓。當(dāng)Uc0時(shí)，使輸入端合成電壓為正的寬度增大，即鋸齒波過(guò)零的時(shí)間提前，經(jīng)比較器倒相后，在輸出端得到正半波比負(fù)半波窄的調(diào)制輸出電壓（圖27b）?；鶚O驅(qū)動(dòng)電路有多種，下面介紹一種集成電路，它可以使電力晶體管具有多種自保護(hù)功能，且保證電力晶體管運(yùn)行于參數(shù)最優(yōu)的條件下。15腳（V+）：是UAA4002輸出級(jí)電源輸入端，經(jīng)一外接電阻接到正電源VCC；7腳：最小導(dǎo)通時(shí)間整定值。 tonmin保護(hù)是最高優(yōu)先保護(hù)，在tonmin內(nèi)無(wú)任何其它保護(hù)能中止導(dǎo)通tonmin保護(hù)功能不能舍棄不用。11腳:退飽和保護(hù)闡值整定端。起到抗飽和作用。 圖 29 H 型雙極性可逆PWM變換器 H型PWM變換器的開(kāi)關(guān)器件分為VT1， VT4和VT2， VT3兩組進(jìn)行通、斷控制。 第2階段，在ton≤ t T期間，ubl 、ub4為負(fù)，VTI和VT4截止；ub2 、ub3為正，在電樞電感La的作用下，電樞電流沿回路2(經(jīng)VD2和VD3 )流通，電動(dòng)機(jī)兩端電壓UAB= US 。電樞電流id沿回路3(經(jīng)VT2和VT3)流通，電動(dòng)機(jī)兩端電壓UAB = +US 圖 210 正向電動(dòng)運(yùn)行時(shí)電壓、電流波形 圖 211 反向電動(dòng)運(yùn)行時(shí)電壓、電流波形 雙極式控制方式是指在一個(gè)PWM周期里，電機(jī)電樞的電壓極性呈正負(fù)變化。這個(gè)交變電流的平均值為零，不產(chǎn)生平均轉(zhuǎn)矩，徒然增加了電動(dòng)機(jī)的損耗，當(dāng)然是不利的。低速時(shí)由于每個(gè)電力電子器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬而有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。針對(duì)上面的問(wèn)題就涉及到以下的參數(shù)[2]。對(duì)單級(jí)式變換器有 (29)對(duì)雙極式有 (210)兩式中 雙閉環(huán)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)一般地, 靜態(tài)性能較好的調(diào)速系統(tǒng)都采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制方案, 脈寬調(diào)速系統(tǒng)也不例外。（4）若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗繞能力強(qiáng)。轉(zhuǎn)速降落整是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，因此，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該減少轉(zhuǎn)速降落[1][3][7]。如果只依靠過(guò)流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過(guò)載就跳閘，也會(huì)給工作帶來(lái)不便。但是這種作用只應(yīng)在上述的啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)存在，在正常運(yùn)行是取消，讓電流自由地隨著負(fù)載增減，這種當(dāng)電流大到一定程度時(shí)才出現(xiàn)的電流負(fù)反饋，叫做電流截止負(fù)反饋，簡(jiǎn)稱(chēng)截流反饋。2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。 設(shè)計(jì)中的調(diào)節(jié)器計(jì)算（一）電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)[2][9]1. 確定時(shí)間常數(shù)（1）脈寬調(diào)制器和PWM變換器的滯后時(shí)間常數(shù)Tpwm與傳遞函數(shù)的計(jì)算。脈寬調(diào)制器和PWM變換器的放大系數(shù)為 于是可得脈寬調(diào)制器和PWM變換器的傳遞函數(shù)為 （2）電流濾波時(shí)間常數(shù)取。5．計(jì)算ACR的電阻和電容取，則 取 取 取按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)反指標(biāo)為％=％＜5％,故滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2．ASR結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差及其他動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，按典2型系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)，ASR選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 3．選擇ASR參數(shù)取，則 則 4．校驗(yàn)近似條件 （1） 要求，現(xiàn)＞。7．校驗(yàn)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間 可見(jiàn)能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。第Ⅱ階段是恒流升速階段。當(dāng)Id≥Idl后，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)。第Ⅱ階段（t1～t2）是恒流升速階段，是起動(dòng)過(guò)程中的主要階段。當(dāng)ACR采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，要使其輸出量按線(xiàn)性增長(zhǎng)，其輸入偏差電壓ΔUi=Uim*Ui必須維持一定得恒值，也就是說(shuō)，Id應(yīng)略低于Idm。但是，只要Id仍大于負(fù)載電流Idl，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。第 3 章 現(xiàn)代PLC控制技術(shù) PLC的組成和分類(lèi) 從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。它是系統(tǒng)的大腦，不斷的采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶(hù)程序，刷新系統(tǒng)的輸出，包括三個(gè)子部分: (1)微處理器。 (3)電源供應(yīng)。編程器/監(jiān)視器是用來(lái)同PLC電路進(jìn)行通信的設(shè)備。 。 PLC的工作原理 用戶(hù)程序的執(zhí)行取決于PLC是處于停止模式還是運(yùn)行模式。任務(wù)循環(huán)執(zhí)行一次稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。使能了模擬量濾波功能后，PLC會(huì)在每一個(gè)周期刷新模擬量，執(zhí)行濾波功能并且在內(nèi)部存儲(chǔ)濾波值。在模擬量輸入信號(hào)隨時(shí)間變化緩慢時(shí)使用模擬量輸入濾波，如果信號(hào)變化很快，不應(yīng)該選用模擬量濾波。 如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷服務(wù)作為程序的一部分被儲(chǔ)存。（5）寫(xiě)輸出 在每個(gè)掃描周期的結(jié)尾，CPU把存儲(chǔ)在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)寫(xiě)到數(shù)字輸出點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，機(jī)型選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿(mǎn)足要求的情況下，保證可靠、維護(hù)使用方面以及最佳的性能價(jià)格比。因此首先要根據(jù)系統(tǒng)的控制規(guī)模，確保有足夠的I/O點(diǎn)數(shù)，并考慮有10%15%的I/O點(diǎn)數(shù)作為余量，以備后用。因此，在程序設(shè)計(jì)之前，只能對(duì)用戶(hù)的存儲(chǔ)容量進(jìn)行大致估算。 PLC軟件設(shè)計(jì)的一般步驟 軟件設(shè)計(jì)就是編寫(xiě)滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的梯形圖或助記符程序，設(shè)計(jì)應(yīng)按以下原則和步驟進(jìn)行[2]。梯形圖仍是目前最普遍使用的編程語(yǔ)言。電流輸入為4~20mA或20~20mA，分辯率20uA。 2）在BFM0中寫(xiě)入十六進(jìn)制4位數(shù)字H進(jìn)行A/D模塊通道初始化，最低位數(shù)字控制CH1，最高位控制CH4。FX2N4AD單元的標(biāo)識(shí)碼為K2010。BFM 17的b0位從“1”變?yōu)椤?”時(shí)，通道2的D/A轉(zhuǎn)換開(kāi)始；b1位從“1”變?yōu)椤?”時(shí)，通道1的D/A轉(zhuǎn)換開(kāi)始；b2位從“1”變?yōu)椤?”時(shí)，D/A轉(zhuǎn)換的低8位數(shù)據(jù)被鎖存，其余各位沒(méi)有意義。min/r,設(shè)計(jì)要求穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，動(dòng)態(tài)過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts≤,電流超調(diào)量%≤5%，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量%≤10%?？赡孀儞Q器又有雙極式，單極式和受限單極式等多種。它的共發(fā)射極電路截止頻率。另外，當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)減速或停車(chē)時(shí)，貯存在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能將這里選4000，電壓按大于2倍電壓選擇。反向驅(qū)動(dòng)能力為3A，具有對(duì)GTR實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)，最小導(dǎo)通時(shí)間限制，最大導(dǎo)通時(shí)間限制，正反向驅(qū)動(dòng)電源電壓監(jiān)視以及自身過(guò)熱保護(hù)[2][11]。這種系列的PLC的環(huán)境溫度、抗沖擊、抗噪聲等均滿(mǎn)足要求。 PLC構(gòu)成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（未考慮邏輯控制包括）：1個(gè)基本單元FX2N16MT，1個(gè)模擬量輸入模塊FX2N4AD和1個(gè)模擬量輸出模塊FX2N2DA,模擬量I/O模塊接在FX2N16MT基本單元右邊的擴(kuò)展總線(xiàn)上，從最靠近基本單元開(kāi)始順序編號(hào)為0，1，如圖41。通過(guò)電流互感器檢測(cè)到與電樞電流成正比的整流變壓器副邊交流電流，再經(jīng)整流后得到電流反饋電壓值，通過(guò)模擬量輸入單元送給PLC。各自的含義及其與PLC地址編號(hào)如下表 1：表 1 輸入、輸出信號(hào)與PLC地址編號(hào)對(duì)照 輸 入 信 號(hào) SBO 總電源啟動(dòng)按鈕 X0 SB1 電機(jī)正轉(zhuǎn) X1 SB2 電機(jī)反轉(zhuǎn) X2 SB3 電機(jī)停轉(zhuǎn) X3 SJ 過(guò)電流保護(hù) X4 I1 給定電壓 CH1 I2 電流反饋 CH2 I3 速度反饋 CH3 輸 出 信 號(hào) KM0 總電源接觸器 YO KM1 電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 Y1 KM2 電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 Y2 DJ 模擬量輸出顯示 Y3 O 脈沖寬度調(diào)制器 PLC 軟件設(shè)計(jì)PLC有5種編程語(yǔ)言，分別是順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能塊圖（FBD）、指令表（IL）和結(jié)構(gòu)文本（ST）。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件，線(xiàn)圈代表邏輯輸出結(jié)果，功能塊用來(lái)表示定時(shí)器、計(jì)數(shù)器或者數(shù)學(xué)運(yùn)算等指令。在控制元件方面，電力電子器件向集成化、模塊化、數(shù)字化方向發(fā)展，功率變換器件也出現(xiàn)了以可關(guān)斷晶閘管(GTO)為代表的第二代和以IGBT為代表的第三代，但在生產(chǎn)工藝、器件容量、工作可靠性、經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)講還遠(yuǎn)不如晶閘管那樣成熟、可靠，隨著第二代、第三代功率變換器件的不斷自我完善，直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的性能也會(huì)得到進(jìn)一步的完善。本論文是在**的精心指導(dǎo)下完成的，在課題的研究過(guò)程中，給與我悉心的關(guān)懷，給我提出許多寶貴的指導(dǎo)性意見(jiàn)，少走了些彎路，我受益匪淺。在論文完成的過(guò)程中，耐心的給與我各種幫助，特別是在應(yīng)用軟