【正文】 摘 要 .............................................................. I Abstract ........................................................... II 第一章 概 述 ...................................................... 1 ..................................... 1 串級(jí)調(diào)速的 優(yōu)缺點(diǎn) ............................................ 2 與變頻調(diào)速方式的比較及應(yīng)用 .................................. 3 第二章 雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................ 4 ................................. 4 ................................... 5 調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)計(jì) ............................................ 8 ....................................... 9 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 ............................. 11 異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的轉(zhuǎn)子整流電路 ......................... 13 第三章 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)主回路主要參數(shù)計(jì)算與選擇 ....................... 17 異步電動(dòng)機(jī)容量的選擇 ...................................... 17 轉(zhuǎn)子整流器的參數(shù)計(jì)算與元件選擇 ............................ 17 第 4章 電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì) ......................................... 29 電流環(huán)的設(shè)計(jì) ............................................... 29 轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì) ............................................... 31 第五章 交流串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的仿真 ..................................... 34 2 MATLAB 簡(jiǎn)要介紹 ............................................ 34 .............................. 35 .................................. 35 .................................... 38 系統(tǒng)的仿真，仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 ................. 38 第六章 結(jié)束語(yǔ) ...................................................... 40 參考文獻(xiàn) ........................................................... 41 謝 辭 ............................................................. 42 附 錄 ............................................................. 42 1 第一章 概 述 動(dòng)機(jī)調(diào)速的發(fā)展概況 縱觀電力傳動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，交直流兩種傳動(dòng)方式共存于各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域之中。特別是 70 年代初出現(xiàn)的矢量變換控制技術(shù)以及在矢量變換基礎(chǔ)上相繼出現(xiàn)的磁通反饋矢量控制、轉(zhuǎn)差型矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等實(shí)用系統(tǒng)，大大推進(jìn)了交流傳運(yùn)控制技術(shù)的發(fā)展。而且，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中的繞線式大道理轉(zhuǎn)子需接入整流器等非線性元件，使其內(nèi)部的電磁關(guān)系更為復(fù)雜。 串級(jí)調(diào)速的缺點(diǎn)： (1)逆變變壓器本身體積較大，成本偏高；在向電網(wǎng)饋送有功功率的同時(shí)還要從電網(wǎng)吸取無(wú)功功率 (建立內(nèi)部磁場(chǎng) )，造成整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)功率因數(shù)偏低，如高速滿載運(yùn)行時(shí)，其功率因數(shù)只有 ，這是不能達(dá)到《全國(guó)供用電規(guī)則》相關(guān)規(guī)定的。 4 第二章 雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)機(jī)械特性的靜差率較大，所以開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)只能用于對(duì)調(diào)速精度要求不高的場(chǎng)合。 5 圖 2 . 2 串 級(jí) 調(diào) 速 系 統(tǒng) 原 理 圖 ( a ） 主 電 路 ( b ） 等 效 電 路 串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 在圖 所示的系統(tǒng)中，可控整流裝置、調(diào)節(jié)器以及反饋環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖均與直流調(diào)速系統(tǒng)中相同。但是串 9 級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子直流回路的時(shí)間常數(shù) LsT 及放大系數(shù) LrK 都是轉(zhuǎn)速的函數(shù)，而異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)電時(shí)間常數(shù) MT 又是轉(zhuǎn)速和電流的函數(shù)，這就給調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的困難。 (1)間接起動(dòng) 大部分采用串級(jí)調(diào)速的設(shè)備是不需要從零速到額定轉(zhuǎn)速作全范圍調(diào)速的，特別對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)等機(jī)械，其調(diào)速范圍本來(lái)就不大，串級(jí)調(diào)速裝置的容量可以選擇比電動(dòng)機(jī)小得多。不允許在未達(dá)到設(shè)計(jì)最低轉(zhuǎn)速以前就把電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路與串級(jí)調(diào)速裝置聯(lián)通，否則轉(zhuǎn)子電壓會(huì)超過(guò)整流器件的電壓定額而損壞器件，所以轉(zhuǎn)速檢測(cè)或起動(dòng)時(shí)間計(jì)算必須準(zhǔn)確。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路接 通時(shí)，由于轉(zhuǎn)子整流電壓小于逆變電壓，直流回路無(wú)電流，電動(dòng)機(jī)尚不能起動(dòng)。 由式（ ）還可看出，在不同的 ? 角下，異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性是近似平行的，其工作段類似于直流電動(dòng)機(jī)變壓調(diào)速的機(jī)械特性。 但是，兩者之間還存在著一些顯著的差異，主要是：整流電路的不同點(diǎn) : （ 1）一般整流變壓器輸入輸出的頻率是一樣的，而異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的幅值與頻率都是變化的，隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而變化； （ 2）異步電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的漏抗值也與轉(zhuǎn)子頻率或轉(zhuǎn)差率有關(guān)； （ 3）由于異步電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的漏抗值較大，所以出現(xiàn)的換相重疊現(xiàn)象比一般整流電路嚴(yán)重，從而在負(fù)載較大時(shí)會(huì)引起整流器件的強(qiáng)迫延遲換相現(xiàn)象。 由此可見(jiàn)，串級(jí)調(diào)速時(shí)的異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 子整流電路有兩種正常工作狀態(tài)。 minn ：串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的最低工作轉(zhuǎn)速 m i n1m i nm a x nnnnD ?? () 轉(zhuǎn)差率 : s = ( 1 5 0 0 1 4 2 5 ) /1 5 0 0 = 0 .0 5 () 最大轉(zhuǎn)差率 : m a xs = ( 1 4 8 4 6 9 0 ) / 1 4 8 4 = 0 . 5 3 5 () 調(diào)速范圍 : m a x m i nD = n / n = 1 4 2 5 / 6 9 0 = 2 . 0 7 () （ 2）轉(zhuǎn)子整流器的最大輸出電壓 : 2 m a x 2 0 13 (1 )UVU K E D= () 式中： 20E ：轉(zhuǎn)子開(kāi)路相電勢(shì) UVK ：整流電壓計(jì)算系數(shù)，見(jiàn)表 1： 19 表 :變流器主電量計(jì) 算系數(shù) 符號(hào) LTK CTK CVK IVK ILK STK LK K 三相帶中線 三相橋 雙三相橋串聯(lián) 雙三相橋并聯(lián) 2 2 2 2 1 2 4 1 ~ ~ d m a xU = 1 . 3 5 1 0 4 5 ( 1 1 / 2 . 1 5 ) = 7 5 5 V?? () （ 3）最大直流整流電流 : 2m a x 1 .1 1 .1Nd M M d rIVIIIKll== () 式中： Ml ：電動(dòng)機(jī)的電流過(guò)載倍數(shù)，近似等于轉(zhuǎn)矩過(guò)載倍數(shù) 2, 2NI ：轉(zhuǎn)子線電流額定值 , IVK ：整流電壓計(jì)算系數(shù)，見(jiàn) 表 drI ：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值 2 /dr N VII I K= , 考慮到轉(zhuǎn)子電流畸變等因素的 影響 而引如的系 則 : d m a xI = 1 . 1 2 6 2 7 / 0 . 8 1 3 = 1 6 9 7 A?? () (4) 整流二極管的選擇 : 設(shè)每個(gè)橋臂上 串聯(lián)的整流二極管數(shù)目為 3N= ，則每個(gè)二極管的反向重復(fù)峰值KRMU 為 20 NKDEKUAVnUTK R M?????? ??113)3~2(2 () 式中： UTK ： 電壓計(jì)算系數(shù)， 見(jiàn) 表 ， 2nE ：轉(zhuǎn)子開(kāi)路相電勢(shì) ， AVK ：均壓系數(shù)，一般取 ,對(duì)于元件不 需 要串聯(lián)時(shí)取 1。見(jiàn)上表 22 TK ： 逆變變壓器的變比 (4) 逆變變壓器等值容量： 2T S T IV T dNS K K U I= () 式中： STK ：變壓器等值容量計(jì)算系數(shù)，見(jiàn)上表 . （ 1）晶閘管額定電壓的選擇 在大容量晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，單個(gè)晶閘管的額定電壓不能滿足要求，需要幾個(gè)晶閘管串聯(lián)使用。 ? () 式中： δ1 ： 正比與直流電壓中的交流分量的電感計(jì)算系數(shù)，從下圖中查 , T2U ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 , UVK ：系數(shù)，見(jiàn)上表 , dminI ：直流回路最小工作電流 （ A） , ML ： 異步電動(dòng)機(jī)折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的每相電感量 , TL ： 逆變變壓器折算到二次側(cè)的每相電感量 . b. 限制電流脈動(dòng)的電感量 : 24 39。 (1)交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù) 在變壓器二次并聯(lián)電阻和電容，構(gòu)成阻容保護(hù)電路。 由于過(guò)載短路，晶閘管正向誤導(dǎo)通和反向擊穿，以及在逆變時(shí)換流失敗等原因，都會(huì)產(chǎn)生過(guò)電流。 由于它使用方便、輸入快捷、運(yùn)算高效、適應(yīng)科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴(kuò)展的空間，因此特別受到用戶的歡迎，使它成為在科技界廣為使用的軟件，也是國(guó)內(nèi)外高校教學(xué)和科學(xué)研究的常用軟件。 從 版開(kāi)始，有了電力系統(tǒng)模塊庫(kù)，該模塊庫(kù)主要由加拿大 Hydro Quebec 和 TECSIM International 公司共同開(kāi)發(fā)。 （ 1） 二級(jí)管轉(zhuǎn)子整 流器建模和參數(shù)設(shè)置。 將各模塊按電氣原理結(jié)構(gòu)圖所示的關(guān)系連接，就可得到上述仿真模 型。 系統(tǒng) 的仿真，仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 由于版本的一些原因，器件仿真不能達(dá)到理想的要求，所以我用了傳函模型進(jìn)行了如圖 所示的仿真，輸出結(jié)果如圖 所示。 并且可以通過(guò)逆變變壓器把電能回饋到電網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。同時(shí)，掌握了 MATLAB 的一些基礎(chǔ)知識(shí)，并將其應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。 電路與 系統(tǒng) 學(xué)科研究電路與系統(tǒng)的理論、分析、測(cè)試、設(shè)計(jì)和物理實(shí)現(xiàn)。 試卷分析 中學(xué)試卷 高中試卷 高考試卷 英語(yǔ)四級(jí)試卷 成人高考試卷 考卷 公務(wù)員考試 小學(xué)試卷 中考試卷 高考試卷 高考試卷 數(shù)學(xué)試卷 英語(yǔ)試卷 語(yǔ)文試卷 醫(yī)學(xué)論文，論文下載中心 免費(fèi)論文，畢業(yè)論文，各專業(yè)論文 論文聯(lián)盟 論文網(wǎng) ,論文 ,論文下載 ,論文發(fā)表 ,論文網(wǎng)站 ,畢業(yè)論文 ,論文 ,畢業(yè)論文 ,論文下載 ,論文范文 找論文網(wǎng) 論文 ,畢業(yè)論文 ,論文下載 ,論文范文 找論文網(wǎng)