【正文】 特別是對這門課程中比較重要的知識，同時通過此次設(shè)計，增強了掌握這門技術(shù)的興趣和決心。 (2)調(diào)速范圍寬，由圖 2— 6 可見，轉(zhuǎn)速 可從 500r/min 至 780r/min(由于轉(zhuǎn)子整流器、逆變變壓器等裝置的存在，電機轉(zhuǎn)速達不到額定轉(zhuǎn)速 )之間連續(xù)可調(diào)。 m，脈沖放大器系數(shù)取100。先開環(huán)、后閉環(huán) 。（ 6 脈沖觸發(fā)電路仿真如下圖） 圖 2— 4 6 脈沖觸發(fā)電路仿真模 型 系統(tǒng)的建模 利用 Simulink 和 Power system 工具箱，然后按系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu)關(guān)系連接起來，即得到繞線式異步電動機斬波串級調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型（主電路仿真模型見錄）。該脈沖波經(jīng)隔離去改變斬波器的占空比 ? ，可以調(diào)整轉(zhuǎn)子電流，從而改變電動機 的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 ASR, ACR 分別為速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，均為 PI 調(diào)節(jié)器，由數(shù)字信號處理信號（ DSP)產(chǎn)生。 斬波電路和逆變器 UI 的共同作用相當于普通串調(diào)系統(tǒng)中 ? 可調(diào)的有源逆變器的作用。此三個元件構(gòu)成斬波升壓電路。傳統(tǒng)的串級調(diào)速系統(tǒng)雖然效率高，但是其功率因數(shù)卻很低。 從以上的仿真結(jié)果可看出，所設(shè)計的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)滿足要求。從仿真結(jié)果可以看出，它非常接近于理論分析的波形。電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸出端其后面的環(huán)節(jié)運算后，得到移相控制電壓，去控制整流橋的輸出電壓。設(shè)理想空載 z=0， h=4 時，查得bCCmax? =%，所以 n? =2（bCCmax? ）（ z?? ）mnN TTnn ?? ?? = %10% 1 6 4 5 01 1 5 2% ??????? ，滿足設(shè)計要求 17 第 6 章 系統(tǒng) MATLAB 仿真 本次系統(tǒng)仿真采用目前比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件 MATLAB，使用 MATLAB對控制系統(tǒng)進行計算機仿真的主要方法有兩種，一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的 Simulink 工具箱對其進行計算機仿真研究。 ASR 的比例系數(shù)為 ： ? ? 1 ????? ??????? ? n men RTh TChK ??。 3R1 是為了避 0免運算放大器長期工作產(chǎn)生零點漂移，其阻值較大，可取 。 7 8 1 57 9 1 5B1B23C13C23C33C43C53C6~1 7 V~1 7 V+ 1 5 V 1 5 V3 D 13 D 2圖 23 177。 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。平波電抗器的臨界電感量 2L （單位為 mＨ）可用下式計算 diISUKL 222 ? （ 212） 式中 2K －系數(shù)，與整流電路形式有關(guān)， iS －電流最大允許脈動系數(shù)，通常三相電路 iS ≤（ 5～ 10）％。 113=≈ 140A 平波電抗器的計算 為了使直流負載得到平滑的直流電流，通常在整流輸出電路中串入帶有氣隙的鐵心電抗器 dL ，稱平波電抗器。 120=441V 選 C 為 CZ402型金屬化紙介質(zhì)電容器 , 耐壓為 450V。因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護。 179。 shU 選取 : S=, S=50~100KVA， shU =1~5，所以 shU =3 R≥ U22/S emshIU =179。 C≥ 6 emI S/U22=6179。故選晶閘管的型號為 MFC70A。 380179。 整流變壓器的設(shè)計 變壓器二次側(cè)電壓 U2 的計算 U2 是一個重要的參數(shù)，選擇過低就會無法保證輸出額定電壓。三相全控橋式整流電路的缺點是整流器件用得多，需要六個觸發(fā)電路，需要 220V 電壓的設(shè)備也不能用 380 電網(wǎng)直接供電，而要用整流變壓器。 在三相整流電路中，主要有三相零式整流電路、三相全控橋式整流電路和三相半控橋式整流電路。為使線路簡單，工作可靠，裝載體積小，宜用 KJ004 組成的六脈沖集成觸發(fā)器 該 系統(tǒng)采用減壓調(diào)速方案，故勵磁應(yīng)保持恒定。采用三相全控橋式整流電路供電。三相零式電路突出的優(yōu)點是電路簡單，用的晶閘管少，觸發(fā)器也少，對需要 220V 電壓的用電壓的用電設(shè)計直接用 380V 電網(wǎng)供電，而不需要另設(shè)整流變壓器。三相半控橋式整流電路，雖然只用三只晶閘管、三個觸發(fā)電路，但整流輸出電壓脈動大，且不能用于需要有源逆變的場合。選擇過大又會造成延遲角α加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成本。 = KVA 2222 IUmS ? =3179。 晶閘管保護環(huán)節(jié)的計算 晶閘管有換相方便，無噪音的優(yōu)點。 3179。 1202/179。 1=（ ～ ） W 選取電阻為 2Ω ， 20W的金屬膜電阻。 MaU1 ? (～ 2) DCU =(～ ) 179。 622 10 ??? cR fcUP =50179。其主要參數(shù)有流過電抗器的電流一般是已知的，因此電抗器參數(shù)計算主要是電感量的計算。 根據(jù)本電路形式查得 2K =, 所以 diISUKL 222 ? = 113%10 ?? = （ 3）電動機電感量 DL 和變壓器漏電感量 TL 電動機電感量 DL （單位為 mH）可按下式計算 3102 ?? DDdD pnIUKL （ 213） 式中 DDIU, ,n－直流電動機電壓、電流和轉(zhuǎn)速，常用額定值代入； P－電動機的磁極對數(shù)； DK －計算系數(shù)。額定電流可查得 K=， 取 LI = A )(AVDI =(～ 2)KLI =(～ 2)179。 15V直流穩(wěn)壓電源原理圖 13 第 3 章 雙閉環(huán)的設(shè)計和校驗 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計與校驗 ① 整流裝置滯后時間常數(shù) sT 對于三相全控橋式整流電路，可取 ? 。 圖 51 電流調(diào)節(jié)器 *iU iU 3 R 0 i / 2 3 R 0 i / 23 R 0 i / 2 3 R 0 i / 23 R b a l3 R i 3 C i3 R 13 R W 13 R W 23 V D 13 V D 23 V D 33VD4+ 1 5 V 1 5 V3 C o i3 C o iCU 14 ⑤ 電流反饋系數(shù) AVIUdmm /*i ??? ⑥電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計算 電樞回路電磁時間常數(shù)： l ?? ?RLT 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)： ?? li T? 電流環(huán)開環(huán)增益：要求 %5?i? 時，就取 ?? ，因此 / / 03 7 13 IK T s ??? ? ? 于是 ，電流環(huán)的比類系數(shù)為 ?? ???? ??siIi K RKK ⑦ 校驗近似條件 電流環(huán)截止頻率： ci? = IK = 1?S 。 （ 4）檢驗近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 11 ??????? nNN KWKW ?。另外一種是面向控制系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，使用 Power System 工具箱進行調(diào)速系統(tǒng)仿真的新方法。而電流調(diào)節(jié)器 ACR的輸出限幅就決定控制角的最大和最小限制。下面分析一下仿真的結(jié)果。 二 交流調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真 20 1 引言 隨著電力電子 技術(shù)、變頻技術(shù)和微型計算機控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，電氣傳動技術(shù)進入了一個新的階段。因此，從節(jié)約能源的角度來說，就需要尋找方法來提高串級調(diào)速系統(tǒng)的功率因數(shù)， 改善其效率。有源逆變器 iU 的逆變角 ? 選擇可以一個最小的固定的 min? ，因此 Ui 為固定電壓。只是后者 UI 的功率因數(shù)比較高，接近 ，且恒定。由于受