【正文】 平波電抗器， Un*— 轉速給定電壓， Un— 轉速反饋電壓 ， Ui*— 電流給定電壓， Ui— 電流反饋電壓 ， Uu— 端電壓給定電壓， Uu— 端電壓反饋電壓 錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)的優(yōu)缺點 錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)的結構簡單，調(diào)整方便，但與邏輯無環(huán)流系統(tǒng)相比，切換特性較差，在某些切換條件下的切換死區(qū)較大。在錯位控制的無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，同樣采用配合控制的觸發(fā)移相方法，但兩組脈沖的關系是 orf 300???? ，甚至是orf 360???? ，也就是說初始相位整定在 oorf 1 8 01 5 0 或?? ?? 。 表 VM 系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài) VM 系統(tǒng)的工作狀態(tài) 正向運行 正向制動 反向 運行 反向制動 電樞端電壓極性 + + — — 電樞電流極性 + — — + 電機旋轉方向 + + — — 電機運行狀態(tài) 電動 回饋發(fā)電 電動 回饋發(fā)電 晶閘管工作的組別和狀態(tài) 正組整流 反組逆變 反組整流 正組逆變 機械特性所在象限 限 一 二 三 四 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 7 環(huán)流的介紹 環(huán)流的定義 采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可 逆 VM 系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。最后在 MATLAB 中對本次設計進行適當仿真模擬，得出仿真結果與理論值進行比較。 隨著計算機仿真與技術的發(fā)展，目前各個科學與工程領域均已開展了仿真技術的研究。例如，為避免電源電壓波動造成逆變顛覆現(xiàn)象 ，最好是 在電流調(diào)節(jié)器上設置活動限幅，當電源電 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 4 壓降低時，限幅值亦隨之下降。這樣的環(huán)流對負載無益，只會加重晶閘管和變壓器的負擔，消耗功率。 直流傳動控制系統(tǒng)發(fā)展概況 長期以來，直流電機由于其良好的起、制動性能和調(diào)速性能，在電力拖動調(diào)速系統(tǒng)中占有主導地位，雖然近年來交流電動機的調(diào)速控制技術發(fā)展很快，但就反饋閉環(huán)控制的機理來說，直流電動機的傳動與控制理論和實現(xiàn)都是交流電動機傳動控制的基礎，從根本上說，由于直流電動機電樞和磁場能獨立進行 激勵，而且轉速和輸出轉矩的描述是對可控電壓（或電流）激勵的線性函數(shù)，因此，容易實現(xiàn)各種直流電動機控制系統(tǒng)，也容易實現(xiàn)對控制目標的 “ 最佳化 ” ，這也是直流機長期主導傳動領域的原因。電力拖動系統(tǒng)為電氣與機械綜合的系統(tǒng)。從生產(chǎn)機械要求控制的物理量來看，電力拖動自動控制系統(tǒng)有調(diào)速系統(tǒng)，位置隨動系統(tǒng)，張力控制系統(tǒng)，多電動機同步控制系統(tǒng)等多種類 型，而各種系統(tǒng)往往都通過控制轉速來實現(xiàn)的，因而調(diào)速系統(tǒng)是最基本的拖動控制系統(tǒng)。s control and the measuring technique,to improve the control precision and response speed, energy saving etc have important significance. Motor speed control problem has been one of important problems in automation field parison. Different areas for motor speed regulation performance have different requirements,therefore, different control methods have different application occasions. This paper discusses the DC motor speed control system control method, to understand the status of DC motor speed control method. DC motor speed control system of reversible without circulating current are divided into two categories： (1)Logic non circulating current reversible speed control system. (2) the dislocation free circulation reversible speed control system. Dislocation free 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 IV circulation reversible DC speed control system with logic non circulating current reversible DC speed regulating system is different, the fundamental difference lies in that the former is not to control curb circulation, the socalled dislocation principle to curb circulation, fundamentally cut off circulation channel, ensure the main circuit of the system at any time, any condition, any under the conditions of only one group of rectifying device. So, there is no dislocation without any circulation circulation reversible DC speed regulating system. Dislocation free circulation reversible DC speed regulating system is a kind of control mode of DC reversible speed control system, adopts the displacement control, eliminate the static circulation, and the speed loop, current loop and voltage loop three, loop in the speed control system, three ring has an effect on the system stable operation of line. Among them, the very important function and significance of voltage loop: 1 reduced voltage regulation dead zone, improve the rapid switching。不同領域?qū)τ陔姍C的調(diào)速性能有著不同的要求，因此，不同的調(diào)速方法有著不同的應用場合。直流拖動控制系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熟，它是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎，所以首先應該掌握直流系統(tǒng)。錯位無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)與邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)不同，基本區(qū)別在于前者不以 “邏輯控制 ”的方法遏制環(huán)流，而采用所謂 “ 錯位 ”原理以遏制環(huán)流，從根本上切斷了環(huán)流的通路，確保系統(tǒng)主電路在任何時刻、任何狀態(tài)、任何條件下只有一組整流裝置工作。長期以來 直流電動機一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。直流調(diào)速系統(tǒng)在理論上和實踐上都比較成熱，從控制技術的角度來看，它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，生產(chǎn)工藝對電力拖動系統(tǒng)在準確性、快速性、經(jīng)濟性、先進性等方面提出愈來愈高的要求，因此，需要不斷地改進和完善電氣控制設備，使電力拖動自動化得到不斷的發(fā)展。然而，直流拖動控制系統(tǒng)畢 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 3 竟在理論上和實踐上都比較成熟，而且從控制的角度看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎。無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)可按實現(xiàn)無環(huán) 流原理的不同而分為兩大類：邏輯無環(huán)流系統(tǒng)和錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)。隨著邏輯控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)，錯位控制無環(huán)流系統(tǒng)目前其實際應用已經(jīng)較少 ,但是作為一種簡單的調(diào)速系統(tǒng) ,其應用也是必不可少的。 MATLAB 中的Simulink 提供的面向框圖的仿真即概念性仿真功能，使得用戶能容易地建立復雜系統(tǒng)模型，準確地對其進行仿真分析。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 6 2 錯位控制無環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理 可逆 調(diào)速系統(tǒng)的原理 圖 21 兩組晶閘管裝置 觸 發(fā)并聯(lián)線路 較大功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用晶閘管 —電動機系統(tǒng)。 圖 22 反并聯(lián)可逆 V— M 系統(tǒng)中的環(huán)流（ Ih— 環(huán)流 Id— 負載電流） 環(huán)流的分類 （ 1）靜態(tài)環(huán)流：兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類： 直流平均環(huán)流 由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流 。根據(jù)可逆系統(tǒng)正反向運行需要，給定電壓、轉速反饋電壓、電流反饋電壓都應該能夠反映正和負極性，電流反饋應能否反映極性，因此電流互感器需采用直流電流互感器或霍爾變換器。 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 10 3 主電路的參數(shù)計算與保護設計 主電 路 設計及 參數(shù) 的選擇 主電路設計 由于技術要求直流電動機可逆運行，所以需要設計由兩組晶閘管交流裝置組成的可逆線路。電路原理圖如圖 32， Uco 處 為觸發(fā)系統(tǒng)的輸入端，可將變阻器去掉， 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 12 直接接控制電壓 Uc； Up 為初始相位控制端，即在 Uc 初始電壓為 0 時調(diào)節(jié)脈沖的初始相位 orf 360???? 。簡化的基本思路是，把調(diào)節(jié)器的設計過程分為兩步： 第一步，先選擇調(diào)節(jié)器的結構，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定， 同時滿足所需要的穩(wěn)態(tài)精度。1 ?sT RS 1139。 (48) Φ(ω)=90otg1T∑iω (49) γ(ω)=90otg1T∑iω (410) 根據(jù)典型 I 型系統(tǒng)動態(tài)跟隨指標和頻域指標的參數(shù)的關系 ,當 KVT∑V= 時 , 阻尼比 ξ=，振蕩指標 MP=1，截止頻率 ωcv=KV= 因此 Φ(ω)=900tg1T∑iω= 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 20 γ(ωci)=180Φ(ω)= （ 2）跟隨性能指標 σi%=%5% 上升時間 tr=∑i=*= 超調(diào)時間 tm=∑i=*= 調(diào) 節(jié)時間 tS=6T∑i=6*= 電流調(diào)節(jié)器的設計 電流環(huán)動態(tài)結構圖的簡化 設計電流環(huán)首先遇到的問題是反電動勢產(chǎn)生的交叉反饋作用。 （ 1） 平均失控時間。 為了 讓調(diào)節(jié)器零點對消掉控制對象的大時間常數(shù)極點，選擇 i? =TL, 則電流環(huán)的動態(tài)結構圖可以化簡為 圖 42： 圖 42 電流環(huán)簡化成典 型 Ⅰ 系統(tǒng) 電流調(diào)節(jié)器參數(shù)的計算 (1) 計算時間常數(shù)和比例系數(shù) 電流調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù) : τI =Tl = 電流開環(huán)增益 : 要求 σi%≤5%,應取 ξ= KIT∑i= 因此 KI = ∑i=（ 1/s） 電流反饋系數(shù) β * 10 0 . 0 4 9 ( V /A )1 . 5 1 3 6i i m i md d m n o mU U UI I I? ?? ? ? ? ?? (412) 于是， ACR的比例系數(shù) : ?? ???? SiI KRKK ?? (413) (2)計算調(diào)節(jié)器電阻和電容 ???s?IU )1(s ??sT Ki I Id(s) 遼寧石油化工大學畢業(yè)設計（論文）用紙 23 按所用運放取 R0 =40k(Ω)， 則 Ri = KiR0 = (Ω) Ci =τi /Ri= Coi =4Toi /R0 =4*在工程實際中 Ri取 6kΩ, iC =1μF, oiC =。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時將給定信號改為 U*n(s)/α；再把時間常數(shù)為 Ton 和 2T∑i的兩個小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個時間常數(shù)為 T∑n 的慣性環(huán)節(jié)，且 T∑n=Ton+2T∑I,， 則轉速環(huán)結構圖可轉化成圖 44（ b）。由 h 的定義知 τ=hT () (426) n ( 1)K 2nemh C Th R T???