【正文】 比如，電路可逆與不可逆的異同，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電路原理與性能分析等。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時， ASR 的輸入偏差為 0，但其輸出由于積分作用仍然保持限幅值，這時電流也保持為最大值，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)。對于快速的實(shí)時系統(tǒng)的仿真，往往用匯編語言編制仿真程序。大部分從事科學(xué)研究和工程應(yīng)用的讀者朋友可能都已經(jīng)注意到并為之所困擾的是，當(dāng)我們的計(jì)算涉及矩陣運(yùn)算或畫圖時，利用 FORTRAN和 C 語言等計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很麻煩的工作。實(shí)際上，由于表 四是按線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時， ASR 飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按 ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。 176。因此，對于可控整流電路，就要求觸發(fā)電路在 19 三相電源相電壓正半周的 5 點(diǎn)的位置給晶閘管 VT VT3 和 VT5 送出觸發(fā)脈沖，而在三相電源相電壓負(fù)半周的 6 點(diǎn)的位置給晶閘管 VT VT4 和 VT6 送出觸發(fā)脈沖，且在任意時刻共陰極組和共陽極組的晶閘管中都各有一只晶閘管導(dǎo)通，這樣在負(fù)載中才能有電流通過，負(fù)載上得到的電壓是某一線電壓。 電樞電感量 LM按下式計(jì)算 )(2 10 3 mHIPnUKL NNNDM ?? P— 電動機(jī)磁極對數(shù)， KD— 計(jì)算系數(shù)，對一般無補(bǔ)償電機(jī)： KD=8~12 對于本設(shè)計(jì)， P=2， KD=10 14 則331 0 1 0 2 2 0 1 0 2 . 7 7( )2 2 2 1 4 6 0 1 3 6DNM NNKUL m HP n I? ? ?? ? ?? ? ? 整流 變壓器漏電感折算到次級繞組每相的漏電感 LB按下式計(jì)算 )(100% 2 mHIUUKL dKBB ?? U2— 變壓器次級相電壓有效值 Id— 晶閘管裝置直流側(cè)的額定負(fù)載電流 KB— 與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù) 對于本設(shè)計(jì)， KB=， %KU =5 則 2% 5 3 7 03 . 9 0 . 3 3 ( )1 0 0 1 0 0 2 2 0KBB dUUL K m HI? ? ? ? ? ? 變流器在最小輸出電流 Idmin 時仍能維持電流連續(xù)時電抗器電感量 L 下式計(jì)算 min2dI UKL ?? K 是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù) ，三相全控橋 K 取 則： 2m i n0 . 6 9 3 3 7 0 2 3 . 3 1 ( )2 2 0 5 %dKUL m HI ??? ? ?? 使輸出電流連續(xù)的臨界電感量 L 平 L 平 =LLM2LB= =(mH ) 電抗器電感量應(yīng)大于 15 mH 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)計(jì)算 過電壓保護(hù) ① 交流側(cè)過電壓的保護(hù)如圖 31 圖 41 交流側(cè)過電壓保護(hù)電路 采用 RC 過電壓抑制電路如圖一所示，在變壓器次級并聯(lián) RC 電路，以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場能而存儲起來，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過程中可以消耗一部分能量并且抑制 LC 回路可能產(chǎn)生的震蕩。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。電動機(jī)額定功率的選擇一般可分為三步： （ 1）計(jì)算負(fù)載功率 PL。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時，輸出為 恒值，輸入量的變化不再影響輸出，相當(dāng)與使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。一般的調(diào)速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準(zhǔn)為主，采用 PI調(diào)節(jié)器便能保證系統(tǒng)獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。 由于電網(wǎng)電壓與工作電壓（ U2）常常不一致，故在主電路前端需配置一個整流變壓器，以得到與負(fù)載匹配的電 壓，同時把晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離，可起到降低或減少晶閘管變流裝置對電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的干擾。 主電路 直流調(diào)速系統(tǒng)常用的直流電源有三種①旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組；②靜止式可控整流器；③直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。 4 4．動態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)技術(shù)要求，對系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)校正，確定 ASR 調(diào)節(jié)與 ACR 調(diào)節(jié)器的結(jié) 構(gòu)型式及進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動態(tài)性能指標(biāo)的要求。又采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動時的最大 電流。為了克服這一 缺點(diǎn)就應(yīng)用轉(zhuǎn)速，電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。這對一般 的 要求不太高的調(diào)速系統(tǒng)，基本上已能滿足要求。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合 直流電動機(jī)的負(fù)載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近 50）。 帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時的電流和轉(zhuǎn)速波形如圖 （ a）所示。二者之間實(shí)行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 （ 2）允許短時過載能力。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。隨著集成電路制作技術(shù)的提高。 晶閘管的觸發(fā)信號可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖。 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 : 22 11 1 1 1 1 8 0 . 83 3 0 . 0 0 1 7 0 . 0 0 2s o iST T s s ????ci?＞ ，滿足近似條件 。一般對 ? 2 先試取 =，再檢驗(yàn)是否合適。常用最基本的數(shù)學(xué)模型是微分方程與差分方程， 根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)各變量之間所遵循的物理、化學(xué)基本定律，例如牛頓定律、克?；舴蚨?、運(yùn)動動力學(xué)定律、焦耳楞次定律等來列寫出變量間的數(shù)學(xué)模型。 第 8 章 仿真設(shè)計(jì) 由于本文只進(jìn)行了理論性設(shè)計(jì)，故在系統(tǒng)安裝與調(diào)試階段只對控制電路部分進(jìn)行了MATLAB 仿真，以分析直流電機(jī)的啟動特性。 9． 2 電機(jī)電流曲線 直流電機(jī)剛啟動時，由于電動機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動。該系統(tǒng)具有許多特點(diǎn)：具有良好的靜特性（接近理想“挖土機(jī)特性”）；具有較好的動態(tài)特性，啟動時間短，超調(diào)量也?。幌到y(tǒng)抗擾動能力強(qiáng)，電流環(huán)能較好的克服電網(wǎng)電壓波動的影響，而速度環(huán)能抑制被它包圍的各個環(huán)節(jié)擾動的影響，并最后消除轉(zhuǎn)速偏差；由兩個調(diào)節(jié)器分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，分別調(diào)整，調(diào)整方便。 設(shè) 計(jì) 總 結(jié) 通過本次對一個 VM 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)使我對電力電子技術(shù)電力拖動自動控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的了解與認(rèn)識。 9． 1 電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線 在電流上升階段，由于電動機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動。還得將其轉(zhuǎn)換為能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行仿真的模型。 在工程設(shè)計(jì)時，首先根據(jù)典型 I 型系統(tǒng)或典型Ⅱ型系統(tǒng)的方法計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)，然后利用 MATLAB 下的 SIMULINK 軟件進(jìn)行仿真，靈活修正調(diào)節(jié)器參數(shù)，直至得到滿意的結(jié)果。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖如圖 62： 圖 62 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取 h=5， 則 ASR 的超前時間常數(shù)為τ n=hT∑ n=5 =， 23 可求得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 222222 62 1 ??? ?????? ssThhK nN， 因?yàn)?Ce=（ UNINRa） /nN=（ 440220 ） /1000=?min/r， α =10V/ nN =10/1800= V?r/min，于是 可得 ASR 的比例系數(shù)： )1( ????? ?????? ? n men RTh TChK ? ? 近似條件校驗(yàn) 由式 K=ω 1ω c得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為： 111 ?? ????? ssKwKw nNN ?。 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖如圖 61： 整流電路形式 最大失控時間 Tsmax/ms 平均失控時間 Ts/ms 單相半波 20 10 單相橋式 10 5 三相半波 三相橋式 21 圖 61 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)τ i=1T =。同步變壓器如圖 53。 UK%— 變壓器的短路電壓百分比， 100 千伏安以下的變壓器取 UK%=5， 100~1000 千伏安的變壓器取 UK%=5~8 ε 為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。當(dāng)晶閘管的陽極和陰 極之間承受反向電壓并且門極不管加不加觸發(fā)信號晶閘管關(guān)斷。 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選用 一般可分為下列三種情況： （ 1）電動機(jī)連續(xù)工作，很少起動、制動或反轉(zhuǎn)。 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制電壓 Uc 就可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。問題是希望在啟動過程中只有電流負(fù)反饋，而不能讓它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不 再靠 電流負(fù)反饋發(fā)揮主作用，因此我們采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了構(gòu)成一個完整的電流回路，要求有兩個晶閘管同時導(dǎo)通，其中一個在共陽極組，另外一個在共陰極組。 第三章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成 整體 設(shè)計(jì) 直流電機(jī)的供電需要三相直流電，在生活中直接提供的三相交流 380V 電源，因此要進(jìn)行整流，則本設(shè)計(jì)采用三相橋式整流電路變成三相直流電源，最后達(dá)到要求把電源提供給直流電動機(jī)。 5．調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置有過電壓、過電流等保護(hù)，并且有制動措施。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院 電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： VM 不可逆雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 系 別 ：電子信息與控制工程系 專業(yè)班級：自動化 091 姓 名：劉帥 學(xué) 號： 20xx2349 日 期： 20xx 年 6 月 5日 1 內(nèi)容摘要 電力拖動自動控制系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，它被廣泛地應(yīng)用于一般生產(chǎn)機(jī)械需要動力的場合，也被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械等需要高性能電氣傳動的設(shè)備中，用以控制位置、速度、加速度、壓力、張力和轉(zhuǎn)矩等。 4．系統(tǒng)在 5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù)。 轉(zhuǎn)速 .電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 11 如下 :. 圖 11 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 5 本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路， 在直流側(cè)串有平波電抗器，該電路能為電動機(jī)負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電源，利用 控制角的大 小可有效的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，并在直流交流側(cè)安置了保護(hù)裝置，保證各元器件能安全的工作，同時由于使用了閉環(huán)控制，使得整個調(diào)速系統(tǒng)具有很好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。 。 (a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程 (b)理想快速起動過程 圖 調(diào)速系統(tǒng)起動過程的電流和轉(zhuǎn)