【正文】 交流調速系統(tǒng) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1999 [3] 錢平調速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為 )1()1()1()1()(221????????sTssKSTsTsKsWnnNnnnn?????內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 33 圖 65 轉速環(huán)動態(tài)結構及其簡化圖 a) 動態(tài)結構圖 b) 簡化圖 圖 66 校正后的調速系統(tǒng)結構圖 不考慮負載擾動 時 ，校正后的調速系統(tǒng)結構圖如圖 66 所示 要計算 ASR 的 參數(shù) nK 和 i? ，首先需確 定電動 機的積分 時間常數(shù)內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 34 ]375/([ 21 mCGDT ?和轉速反饋濾波時間常數(shù) onT 。 電流閉環(huán)由串調系統(tǒng)直流主回路形成的大慣性環(huán)節(jié)與晶閘管 逆 變器、電流檢測及反饋濾波等小慣性群組成。 為了使測速發(fā)電機與控制回路隔離，本系統(tǒng)設置了直流電壓隔離器，轉速檢測和電壓隔離環(huán)節(jié)電路如圖 54 所示。 為了滿足造紙工藝要求，提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，電流調節(jié)采用近似的 PI 調節(jié)器，由高增益線性組件 BG305 構成，電流調節(jié)器 ACR 的原理如圖 52 所示。 利用電容器改善功率因數(shù)方便易行，故應用較廣。 直流側與交流側過電壓保護方法相同。實選變壓器型號及規(guī)格： ZJ— 90/ 型， 90kVA,接法為 yd11。隨著 S 增大，轉子電流 2I 開始回升， emT 也相應回升，直到轉速降至某個值，串入反相位 abE 的幅值越大，電動機的穩(wěn)定轉速就越低。采用晶閘管串級調速后，按電動機的最大轉矩值降低為原來的 %計算，本電動機仍近似具有 倍 ( ?? )的轉矩過載能力，能夠滿足工藝提出的要求。從 20 世紀 60 年代，第一代電力電子器件 —— 晶閘管（ SCR）發(fā)展至今，已經(jīng)歷了第二代有自關斷能力的電力電子器件 —— GTR、 GTO、 MOSFET，第三代復合場控器件 — — IGBT、 MCT 等，如今正蓬勃發(fā)展的第四代產品 —— 功率集成電路（ PIC）。 在自動控制系統(tǒng)中，電氣傳動技術以電動機控制為控制對象，以微電子裝置為核心，以電力電子功率變換裝置為執(zhí)行機構，在自動控制理論指導下組成電氣傳動控制系統(tǒng)。 電動機具有良好的起、制動性能，宜于在大范圍內平滑調速，在許多需要調速或快速正反向的電力拖動系統(tǒng)領域中得到了廣泛的應用。 本設計報告首先根據(jù)設計要求確定調速方案和主電路的結構型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，對電路各元件參數(shù)的計算和器件選型，包括 逆變 變壓器、整流元件、平波電抗器、保護電路以及電流和轉速調節(jié)器參數(shù)計算，從而達到設計要求。 本設計介紹了一種雙閉環(huán)控制的串級調速系統(tǒng)，對系統(tǒng)的工作原理、組成及動態(tài)結構作了較為詳細的論述，分析了交流串級調速系統(tǒng)工作時的主要特征，并據(jù)此對其與正常 接線或轉子回路串電阻調速時的效率做了一般性的定性分析和比較。 而異步電動機有三種基本的調速方式，即改變極對數(shù)、改變轉差率和改變供電電源頻率。隨著半導體技術的發(fā)展，更為經(jīng)濟可靠、性能優(yōu)越的晶閘管變流器出現(xiàn)了，由晶閘管變流器（ VT）向電動機（ M）供電的系統(tǒng)簡稱 V— M 系統(tǒng)。而且 通過系統(tǒng)總線，全數(shù)字化控制系統(tǒng)，能與管理計算機、過程計算機、遠程電控裝置進行交換，實現(xiàn)生產過程的自動化分級控制。例如，軍事和宇航方面的雷達天線，火炮瞄準，衛(wèi)星姿態(tài)調整等控制；工業(yè)方面的各種加工中心，各種加工設備，泵和壓縮機等設備的控制；計算機外圍設備和辦公設備中的各種磁盤驅動器，繪圖儀，掃描 儀，打印機等設備的控制；音像設備和家用電器中的錄像機，數(shù)碼相機和洗衣機等的控制 [9]。如果在轉子回路中不串接電阻，而串接一個與轉子電動勢 sE2 同頻率的附加電動勢 abE 如圖 31 所示，通過改變 abE 值的大小和相位，同樣也可實現(xiàn)調速。 參數(shù)計算如下： 額定轉差率 NS ： 0 1 33 5 001 4 801 5 0000 ????? n nnS NN 臨界轉差率 mS ： ? ?? ?321211212???????????????????? ???????NNm SSS 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 11 定子電阻 1r ： ??? ???? 111 AVI SUr N NN 轉子電阻 2r ： ?????? 01 43 01 03 222 AVI SEr NNN 定轉子繞組的變比 K： 9 7 7 0/3 8 ???? VVEUK NN 折算至轉子側的定子電阻 ?1r ： 0 1 7 ????? Krr 電動機的額定轉矩 NM ： mNrkWnPM NNN ????? 8 0m i n/1 4 8 0909 5 5 09 5 5 0 折算至轉子側的電動機漏電抗 X： ? ?? ?????????????????????????????23380210322222212121KrrMnUXNpN? 變變壓器參數(shù)初步計算 如下： 變壓器二次額定電壓 2U ： VVEDUoN28530c o s/370311c o s/11 m in22??????? ???????? ?? ? 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 12 折算至支流側的變壓器等效電阻 rd ： ?????? 22d AVIUr N 折算至二次側的變壓器漏抗 Xs: ?????? 6 432 8 22 AVIUX Ns 平波電抗器直流電阻 LR ： ?????? 22 AVIER NNL 運行是額定 轉矩 CNM 如下： 串調運行直流回路額定電流 dNI ： AAIdN ??? 串調運行是額定轉矩 CNM ： mNmNIXrEM I NdNdCN?????????? ??????? ?????????????????? ????4951571d100??? 轉矩降低系數(shù) mk : 8 0/4 9 5/ ??? NCMm MMk 時最高轉速的確定如下： 串調系統(tǒng)直流回路等效 總電阻 R： ? ?? ??????????????????????? 3 1 1 1 21???? SLdXXRrrrR 取系統(tǒng)過載系數(shù)λ =2，則有直流回路最大電流 dmI 為 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 13 AAII dNdm 4322162 ???? ? 最大電流時的電勢系數(shù) dme IC/ ： rVrAVnIXrEIC dmdodmem i n /m i n/15003301???????????????????????????? 最大電流時所對應的最高轉速 maxn ： m i n/1 2 6 0m i n //m a xrrVAVICRIEndmedmdo????????? 取 m in/1260m a x rn ? ，則 m i n/4 2 0m i n/1 2 6 03131 m a xm i n rrnn ???? 轉速降低系數(shù) nk ： ??? Nn nnk 功率降低系數(shù) pk ： 7 3 5 ???? mnp kkk 機校驗： KWPKWPk LNp 3 ????? 因此，所選電動機容量合適。變壓器二次阻容吸收裝置參數(shù)計算如下： 阻容裝置采用△接法，計算方法同上，則有 FFU SiC t??3 0 8103056%623222???????? 取 FC ? ? 2C 的耐壓值 VVUC C ???? 2R 電阻值 ?????????? 3 0 %% 3222tkiUSU 取 ?? 阻容電流 CI ： AVVFsf C UI Cc102616?????????????? 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 19 電阻功率 WARI CRP )4~3( 22121 ?????? 根據(jù)上述計算，實選阻容裝置為：油浸電阻 F? ， 630V， 3 支；繞線電阻 ?8 ， 100W， 3 支。當線路一旦出現(xiàn)短路故障，能保證在裝置損壞之前，快速切斷短路電流。 歐姆歐姆 圖 51 電流檢測裝置示意圖 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 24 為了保證檢測精度，電流互感器的鐵心采用軟磁性材料，且在正常工作時不飽和。本系統(tǒng)采用永磁式直流側速發(fā)電機實現(xiàn)轉速檢測。 轉速環(huán)的擾動量主要是負載。根據(jù)圖 63b，取 ?? 時，電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)可近似為 12 /1)( )()( ??? ? sTsu sIsW iid ? 用上述等效環(huán)節(jié)代替圖 71 中的電流閉環(huán)后，整個調速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖便如圖 65a 所示。 這次設計讓我把所學知識聯(lián)系到一起，并應用到實際設計中去，對知識的掌握幫助很大，還有本次設計讓我學會怎么來學習些全新的知識，鍛煉了我的學習能力，為以后工作奠定了基礎?，F(xiàn)代電力電子基礎 [M].北京：清華大學出版社， 1995 [6] 陳志明觸發(fā)電路電氣原理圖如圖 610 所示 。 圖 62 電流閉環(huán)動態(tài)結構圖 利用結構圖變換，并把給定濾波作用合并起來，等效于環(huán)內，則得到圖 63a單位反饋形式。調節(jié)器的設置，使轉速 n 跟隨給定值 *nU 變化，穩(wěn)態(tài)時無靜差，對負載變化起抗干擾作用；其輸出幅值決定最大電流。它的設計合理，性能優(yōu)良，工作穩(wěn)定，將直接提高整個調速系統(tǒng)運行的可靠性。為了滿足系統(tǒng)靜、動態(tài)品質要求，必須正確、合理地選擇各信號檢測與控制環(huán)節(jié)的器 件。對于三相橋式電路 370000?CdK 2oI —— 折算至變壓器二次側的空載電流（ A）。 流 TNI ： AAIKI dmbTN)318~()2~()2~( t????? 實取 AITN 400? 。隨著 S 的減小， 2I 開始減小 , emT 也相應減小，直到轉速上升到某個值， 2I 減小到使得 emT 復原到與負載轉矩平衡時，升速過程結束，電動機便在高速下穩(wěn)定運行。整流器和逆變器均采用三相橋式電路。正是這些技術的進步使電動機控制技術在近二十多年來發(fā)生了翻天覆地的變換。在調速要求性能 較高的場合，一般都采用 串級 調速系統(tǒng) [11]。 許多生產機械要求電動機既能正轉，又能反轉，而且常常還需要快速的起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運行的特性，也就是需要可逆的調速系統(tǒng)。尤其在高壓大容量風機泵類節(jié)能方面，串級調速的某些優(yōu)勢表現(xiàn)的更為明顯。串入附加電動勢而增加的轉差功率，回饋給電網(wǎng)或者回饋到電動機軸上使系統(tǒng)有較高的運行效率。特別是 70 年代初出現(xiàn)的矢量變換控制技術以及在矢量變換基礎上相繼出現(xiàn)的磁通反饋矢量控制、轉差型 矢量控制、直接轉矩控制等實用系統(tǒng)，大大推進了交流傳 動 控制技術的發(fā)展。 內蒙古科技大學礦業(yè)與煤炭學院畢業(yè)設計說明書（論文） 3 本課題國內外研究動態(tài)及意義 在電力拖動調速系統(tǒng)中，由于電動機具有良好的啟動、制動和調速性能，長久以來廣泛應用。早期調速系統(tǒng)采用模擬分離器件構成，由于模擬器件有其固有的缺點，如存在溫漂、零漂電壓，構成系統(tǒng)的器件較多，使得模擬調速系統(tǒng)的控制