【正文】 加或減小負(fù)載，就相應(yīng)地提高或降低整流電壓，因而得到一條新的開環(huán)機(jī)械特性。為了使系統(tǒng)同時滿足D、S的要求，提高調(diào)速質(zhì)量，必須采用閉環(huán)系統(tǒng)。由晶閘管變流裝置直接給直流電動機(jī)供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管電動機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)，簡稱VM系統(tǒng)，又稱為靜止的Wardleonard系統(tǒng)。　　近年來，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流調(diào)速系統(tǒng)無論在理論上和實踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)[1]，所以直流調(diào)速系統(tǒng)在生產(chǎn)生活中有著舉足輕重的作用。我國在用電機(jī)拖動系統(tǒng)的總體裝備水平僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家50年代水平。有資料表明，受資金、技術(shù)、能源價格的影響，中國能源利用效率比發(fā)達(dá)國家低很多。整流變壓器TR和晶閘管整流調(diào)速裝置的功能是將輸入的交流電整流后變成直流電；平波電抗器L的功能是使輸出的直流電流更平滑；電動機(jī)發(fā)電機(jī)組提供三相交流電源。關(guān)鍵詞：VM系統(tǒng)；直流調(diào)速；雙閉環(huán)引言當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，有兩條顯著的相互交織的主線：能源和環(huán)境。90年代中國高耗能產(chǎn)品的耗能量一般比發(fā)達(dá)國家高12% ~ 55%左右，90%以上的能源在開采、加工轉(zhuǎn)換、儲運和終端利用過程中損失和浪費。因此，在國家十五計劃中，電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能方面的投入將高達(dá)500億元左右?！　‖F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動機(jī)是主要的驅(qū)動設(shè)備。這種系統(tǒng)已成為直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。用轉(zhuǎn)速檢測裝置，例如在電動機(jī)上安裝一臺測速發(fā)電機(jī)TG，檢測出輸出量或被調(diào)量n的大小和極性，并把它變換成與轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Ufn，與轉(zhuǎn)速給定電壓Un相比較后，得到偏差電壓△Un，經(jīng)放大產(chǎn)生觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc，用以控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。按上述工作原理在每條開環(huán)機(jī)械特性上取一個相應(yīng)的工作點，再將這些點集合起來 ，就是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性，也就是說，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性實際上是由許多機(jī)械特性上的不同運行點集合而成，可視為一條綜合的特性直線，它代表閉環(huán)調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。為了獲得近似的理想的過度過程，并克服幾個信號綜合于一個調(diào)節(jié)器輸入端的缺點，最好的辦法就是將主要的被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量分開加以控制，用兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 調(diào)節(jié)器鎖零為使調(diào)速系統(tǒng)消除靜差，并改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，在系統(tǒng)中引入PI調(diào)節(jié)器作為矯正環(huán)節(jié)。穩(wěn)態(tài)運行時：Un=Ufn≠0，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及其靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖[8]。因此，由ASR的輸入偏差電壓△Un=0得 （） （）由ACR的輸入偏差電壓△Ui=0得 （）—A段。由以上分析可知，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差；當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到Idm后表現(xiàn)為電流無靜差，使系統(tǒng)獲得過電流自動保護(hù)。這時，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)為 （）電流反饋系數(shù) （）其中兩個給定電壓的最大值Unm和Uim由運算放大器允許的最大輸入電壓決定。當(dāng)Id=Idm時，Ufi≈Uim,電流調(diào)節(jié)器ACR的作用使Id不再增長，第Ⅰ階段結(jié)束[1,9]。由于ACR是PI調(diào)節(jié)器，因此要使它的輸出量線性增長，就必須使其輸入量偏差電壓△Ui保持為某一恒值，也就是說，Id應(yīng)略低于Idm。但是，在IdIL的一段時間內(nèi)（即t2t3）時間內(nèi)，dn/dt0,電動機(jī)在負(fù)載阻力下減速，直至系統(tǒng)達(dá)穩(wěn)態(tài)。② 抗電網(wǎng)電壓擾動 從靜特性上看，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動被包圍在電流環(huán)內(nèi)（）它的影響還未波及到轉(zhuǎn)速就被電流環(huán)所抑制。 總體方案直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)屬于多環(huán)控制系統(tǒng)。一個是速度調(diào)節(jié)器輸出反映偏差大小的主控信號Un，一個是由交流互感器測出的反映主回路電流反饋信號Uif，當(dāng)突加速度給定一個很大的輸入值，其輸出整定在最大飽和值上，與此同時電樞電流為最大值，從而電動機(jī)在加速過程中始終保持在最大轉(zhuǎn)矩和最大加速度，使起、制動過渡時間最短。 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計方案 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理在主電機(jī)上安裝一直流測速發(fā)電機(jī)，發(fā)出正比于主電機(jī)轉(zhuǎn)速的電壓，此電壓Unf與給定電壓Un*相比較，其偏差△Un送到速度調(diào)節(jié)器ASR中去，如欲調(diào)整，可以改變給定電壓，例如提高Un*，則有較大△Un加到ASR輸入端，ASR自動調(diào)節(jié)GT，使觸發(fā)脈沖前移(α減小)，整流電壓Ud提高，電動機(jī)轉(zhuǎn)速上升，與此同時，Um也相應(yīng)增加。根據(jù)系統(tǒng)的要求，將轉(zhuǎn)速環(huán)校正為合適的典型系統(tǒng)，再由調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)和采用的參數(shù)選擇準(zhǔn)則對其主要參數(shù)選擇。電流過載倍數(shù)λ=；設(shè)計要求：穩(wěn)態(tài)指標(biāo) 無靜差；動態(tài)指標(biāo) 電流超調(diào)量 δi%≤5%；空載啟動到375 r/min時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn%≤10%。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。 含濾波環(huán)節(jié)的PI型電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計1. 確定時間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI。設(shè)理想空載起動時，負(fù)載系數(shù)，已知， ， 。在仿真過程中發(fā)現(xiàn)整流電路的輸出電壓超過了最大計算值，所以在輸出端也加個限幅值。從仿真的結(jié)果來看，得到這樣結(jié)論： (1) 工程設(shè)計方法在推導(dǎo)過程中為了簡化計算做了許多近似的處理, 而這些簡化處理必須在一定的條件下才能成立。但是微分容易引起振蕩所以要加死區(qū)環(huán)節(jié)。其實在計算設(shè)計的時候，基礎(chǔ)是一個不可缺少的知識，但是往往一些核心的高層次的東西更是不可缺少。另外，做設(shè)計時信息十分重要，我運用文件檢索工具查閱了大量的相關(guān)資料，這對設(shè)計大有益處。參考文獻(xiàn)[1]陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：. 20—190. [2] 王兆安. 電力電子技術(shù)[M].北京：. 33—160. [3]魏克新等編著 MATLAB語言與自動控制系統(tǒng)設(shè)計[M].—55.[4]李海發(fā)，[M].—100.[5]李海發(fā)，[M] 北京：—190.[6][DB/OL].//,200243/200859.[7]顧繩谷著. 電機(jī)及拖動基礎(chǔ)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2004年 .23—127.[8][M] 北京：—153.[9][DB/OL]. //,200071/200848.[10]劉東漢，[J]微計算機(jī)信息,—15.[11]錦昌電子。我們在做課程設(shè)計的工程中要不停的討論問題，這樣，我們可以盡可能的統(tǒng)一思想，這樣就不會使自己在做的過程中沒有方向，并且這樣也是為了方便最后程序和在一起。設(shè)計總結(jié)這次電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計歷時兩個星期，在整整兩個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。 將小時間常數(shù)當(dāng)作小參數(shù)近似地合并處理。并在5秒時加入擾動。4基于MATLAB/SIMULINK的調(diào)速系統(tǒng)的仿真通過對整個控制電路的設(shè)計，得到的結(jié)論還只是理論上的，通過MATLAB/SIMULINK對整個調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行仿真。按小時間常數(shù)近似處理，取 （210）2. 選擇轉(zhuǎn)速