【正文】 時(shí)間常數(shù) oiT按需要選定，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。 電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求 5%i?? 時(shí)，按表 3應(yīng)取ξ =， ? ? ， 因此 sTK iI ??? ? K Is ( T ? is+ 1)I d ( s )+U * i ( s )? XIV ACR 的比例系數(shù)為 ?? ???? ??S iIi K RKK 電流環(huán)截至頻率： ??? sKw Ici 機(jī)電時(shí)間常數(shù) sTm ? 1） 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 111 1 9 6 . 13 3 0 . 0 0 1 7 cis sTs ??? ? ?? 滿(mǎn)足近似條件。 ASR 退飽和重新計(jì)算超調(diào)量 過(guò)載倍數(shù) λ =， 理想空載轉(zhuǎn)速時(shí)， z=0 查表 得， h=5 時(shí)，△ Cmax/Cb=%，則 ? ? 00ma xma x ???????????? ??????????? ?? ?? m nNbbbn TTn nzCCn nCC ??0010?n? 能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 XIX 三、 準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。 第Ⅲ階段（ 2t 以后）是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段 。 ● ASR、 ACR 輸出限幅值的調(diào)整。此時(shí)，調(diào)節(jié)速度反饋電位器 Wfun ，減小轉(zhuǎn)速反 XXIV 饋系數(shù)，使系統(tǒng)達(dá)到電機(jī)額定轉(zhuǎn)速。零速封鎖主要由運(yùn)算放大器： A A2；穩(wěn)壓管 Z1；三極管 T T2；二極管 D11 及結(jié)形場(chǎng)效應(yīng) 管 T3 等組成。清華大學(xué)出版社 , 2021 [3] 爾桂花 ,竇日軒 第 II 階段（ 21~tt ）是恒流升速階段 ， ASR 飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開(kāi)環(huán)，在恒值電流給定 *imU 下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流 dI 恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線(xiàn)性增長(zhǎng)。 （ 2）觸發(fā)脈沖檢測(cè)：插入觸發(fā)板，調(diào)節(jié)斜率值，使其為 左右。將調(diào)節(jié)板 K1 跳線(xiàn)置于閉環(huán)位置。即雙閉環(huán)無(wú)靜差系統(tǒng)。北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 參考文獻(xiàn) [1]陶永華 ,尹怡欣 ,蘆 生調(diào)節(jié)電位器 W7 使電樞電流為額定電流的 2～ 倍，本系統(tǒng)取 *=，調(diào)節(jié)電位器 W5 使系統(tǒng)保護(hù)， Ud =0V，延時(shí)后主電路斷開(kāi)，故障燈亮。 ◎斷開(kāi)電源，將電機(jī)勵(lì)磁，電樞接好，測(cè)速發(fā)電機(jī)接好，接通電源，接通主電路，給定回路，緩慢調(diào)節(jié)給定電位器，增加給定電壓，電機(jī)從零速逐漸上升，調(diào)到某一轉(zhuǎn)速，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量電位器 Wfun 的中間點(diǎn)，看其值是否為負(fù)極性，將電壓值調(diào)為最大。取下各插接板，然后通電，檢查繼電器的工 作狀態(tài)和控制順序等，用萬(wàn)用表查驗(yàn)電源是否通過(guò)變壓器和控制觸頭送到了整流電路的輸入端。直到 dmd II ? ， *imi UU ? ，電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了 dI 的增長(zhǎng)，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。 [2] 薛定宇其組成主要分為兩大部分：速封鎖及 PI調(diào)節(jié)電路和多種故障保護(hù)電路。 （ 2）調(diào)整速度環(huán) ASR。調(diào)節(jié)初相位角，調(diào)節(jié)電位器 Wp（ Up 的值），使得給定電壓（ Ug）值最大時(shí)，輸出電壓Ud =300V；給定電壓（ Ug）值為 0V時(shí)，輸出電壓 Ud =0V。與此同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì) E也按線(xiàn)性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， E是一個(gè)線(xiàn)性漸增的擾動(dòng)量，為了克服它的擾動(dòng)， 0dU 和 cU 也必須基本上按線(xiàn)性增長(zhǎng)，才能保持 dI 恒定。黨轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 采用 PI 調(diào)節(jié)器時(shí)，轉(zhuǎn)速 必然有超調(diào)。 查表 ， 當(dāng) 5h? 時(shí)， %n? ? ，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能： ??? ilTT，參照典型 I 型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系表 2，可知各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。 主電路參數(shù)計(jì)算 4 cosdUU ?? VUU Nd 750?? ， 取 0o?? ? ? VVUU d ~ ??????? ? 其中系數(shù) 為電網(wǎng)波動(dòng)系數(shù)，系數(shù) 為考慮各種因素的安全系數(shù) ，這里取 。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊?？紤] n=E /Ce,可得直流電機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 12所示。 某晶閘管供電的 轉(zhuǎn)速電流 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)為： 直流電動(dòng)機(jī)： VUN 750? , AIN 780? , min375 rnN ?， ?aR ，電樞電路 IV 總電阻 R=,電樞電路總電感 mHL ? ,電流允許過(guò) 載倍數(shù) ?? ，折算到電動(dòng)機(jī)軸的飛輪慣量 22 NmGD ? 。 III 從直流電動(dòng)機(jī)的工作原理入手，建立雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析系統(tǒng)的原理及其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，且利用 Simulink 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行各種參數(shù)給定下的仿真。 第二章． 直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理 1．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 在工程實(shí)踐中 ,雖然交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、制造方便、維護(hù)容易。如果在一定的范圍內(nèi)將非線(xiàn)性特性線(xiàn)性化 ,就可以把它看成一個(gè)滯后時(shí)間較小的純滯后環(huán)節(jié) ,如式 13。 VIII 第三章 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理 圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的 原理 圖 電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)階段 ,電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速 (電壓 )低于給定值 ,速度調(diào)節(jié)器的輸入端存在一個(gè)偏差信號(hào) ,經(jīng)放大后輸出的電壓保持為限幅值 ,速度調(diào)節(jié)器工作在開(kāi)環(huán)狀態(tài) ,速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓作為電流 給定值送入電流調(diào)節(jié)器 , 此時(shí)則以最大電流給定值使電流調(diào)節(jié)器輸出移相信號(hào) ,直流電壓迅速上升 ,電流也隨即增大直到等于最大給定值 , 電動(dòng)機(jī)以最大電流恒流加速啟動(dòng)。然而，在抑制交流分量的同時(shí)， 濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號(hào)的作用，為了平衡這個(gè)延遲作用，在給定信號(hào)通道上加入一個(gè)等時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱(chēng)作給定濾波環(huán)節(jié)。 2） 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 cilm wTT ? 1313 ???? 滿(mǎn)足近似條件。 啟動(dòng)過(guò)程 雙閉環(huán)直流自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)過(guò)程可分為以下 3 個(gè)階段。在設(shè)備物理上的允許條件下實(shí)現(xiàn)最短時(shí)間的控制稱(chēng)作“時(shí)間最優(yōu)控制”，對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)，在電動(dòng)機(jī)允許過(guò)載能力限制下的恒流起動(dòng)，就是時(shí)間最優(yōu)控制。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值 0* nn ? 時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸入偏差減小到零，輸出維持在限幅值 *imU ，電機(jī)仍在加速，使轉(zhuǎn)速超調(diào)。限幅值的依據(jù)，分別取決于 Ud =f（ UK ）和Ufi =β Id 。（此時(shí) Ud =220V 即可）。其作用如下： 當(dāng)給定電壓 Ugn 與反饋電壓 Ufn 的絕對(duì)值都小于 0． 7V時(shí)， (其值與電阻 RR剛 o、 R1 R R R6 等有關(guān)具體大小，請(qǐng)參考運(yùn)放的應(yīng)用等書(shū)籍 )運(yùn)放A A2 的輸出均為高電平，此時(shí)三極管 T1 導(dǎo)通， T2 的基極為低電平，三極管T2 導(dǎo)通， +15V 加到場(chǎng)效應(yīng)管的柵極上 (使其導(dǎo)通 )封鎖轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓為 0V(即 s2 點(diǎn) )。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) [M]與此同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì) E也按線(xiàn)性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， E是一個(gè)線(xiàn)性漸增的擾動(dòng)量，為了克服它的擾動(dòng)， 0dU 和 cU 也必須基本上按線(xiàn)性增長(zhǎng)，才能保持 dI 恒定。調(diào)節(jié)初相位角，調(diào)節(jié)電位器 Wp（ Up 的值），使得給定電壓（ Ug）值最大時(shí)，輸出電壓Ud =300V；給定電壓（ Ug）值為 0V時(shí)， 輸出電壓 Ud =0V。 （ 2）調(diào)整速度環(huán) ASR。其組成主要分為兩大部分：速封鎖及 PI調(diào)節(jié)電路和多種故障保護(hù)電路。 [2] 薛定宇 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 QA9wkxFyeQ^! dj sXuyUP2kNXpRWXm Aamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 本課題未來(lái)的研究重點(diǎn)是如何更好的解決快速性和穩(wěn)定性之間的矛盾，另外還可考慮設(shè)計(jì)雙閉環(huán)可逆系統(tǒng)。電機(jī)堵轉(zhuǎn)，將電位器 W5 調(diào)為反饋?zhàn)钊酰鏁r(shí)針旋到頭）。 ●反饋電壓（ Ufn）極性的測(cè)定 ◎從零逐漸增加給定電壓（ Ug），輸出電壓 Ud 應(yīng)從 0V～ 300V 變化，將輸出電壓 Ud 調(diào)節(jié)到額定電壓 220V，用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量電位器 W7 的中間點(diǎn)（對(duì)參考點(diǎn)）的電壓 ，看其極性是否為正，如為正值則極性正確，將其調(diào)為最大。 2． 繼電控制電路的通電調(diào)試。當(dāng) dLd II ? 后，電機(jī)開(kāi) 始起動(dòng)，由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速不會(huì)很快增長(zhǎng)，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸入偏差電壓 nnn UUU ??? * 的數(shù)值仍較大，其輸出電壓保持限幅值 *imU ，強(qiáng)迫電流 dI迅速上升。北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021即雙閉環(huán)無(wú)靜差系統(tǒng)。將調(diào)節(jié)板 K1 跳線(xiàn)置于閉環(huán)位置。 （ 2）觸發(fā)脈沖檢測(cè)：插入觸發(fā)板，調(diào)節(jié)斜率值，使其為 左右。 第 II 階段（ 21~tt ）是恒流升速階段 ， ASR 飽和，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開(kāi)環(huán)，在恒值電流給定 *imU 下的電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，基本上保持電流 dI 恒定，因而系統(tǒng)的加速度恒定，轉(zhuǎn)速呈線(xiàn)性增長(zhǎng)。 二、 轉(zhuǎn)速超調(diào)。 取 0 40Rk??，則 4 2400 5 ???? onn RKR KΩ ，取 443 KΩ FFRC nnn ?? ??? ， FRTC oonon ?24 ?? ，取 2μF。 為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選擇 τi=Tl 則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖 37 所示的典型形式，其中 isIiKKK R??? 10L / d B? ci 2 0 d B / d ec? / s 1 4 0 d B / d ecT ∑ i∑∑∑ （ a b) 圖 37 校正成典型 I 型系統(tǒng)的電流環(huán) a) 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 b) 開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù) Tl=。 第四章 .晶閘管 電動(dòng)機(jī)主電路的設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) X 晶閘管 電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（ VM系統(tǒng)）主電路原理圖如圖 31 所示： 圖 31 VM系統(tǒng)主電路原理圖 圖中 VT 是晶閘管可控整流器，它由三相全控橋式整流電路組成，如圖 32所示： 圖 32 三相全控橋式整流電路 通過(guò)調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置 GT的控制電壓 cU 來(lái)移動(dòng)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓 dU ，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)做電流調(diào)節(jié)器的輸入，在用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器。 Tm— 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù) (s)。應(yīng)掌握轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的基本組成及其靜特性；從起動(dòng)和抗擾兩個(gè) 方面分析其性能和轉(zhuǎn)速與電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用；應(yīng)用工程設(shè)計(jì)方法解決雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個(gè)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)問(wèn)題，等等。 關(guān)鍵詞 ： 雙閉環(huán) ； 直流調(diào)速系統(tǒng) ； Simulink 仿 真 前言 在工業(yè)生產(chǎn)中 ,需要高性能速度控制的電力拖動(dòng)場(chǎng)合 ,直流調(diào)速系統(tǒng) ,特別是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用。但由于直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在理論和實(shí)踐上都比較成熟 ,具有極好的運(yùn)行和控制性能 ,在工業(yè)生產(chǎn)中仍占有相當(dāng)?shù)谋壤?,其雙閉 環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 11所示。因傳遞函數(shù)中包含指數(shù)函數(shù) ,使系統(tǒng)成為非最小相位系統(tǒng) ,給分析和設(shè)計(jì)帶來(lái)了麻煩 ,一般情況下 ,把它近似成一階慣性環(huán)節(jié)。電動(dòng)機(jī)的最大電流 (堵轉(zhuǎn)電流 )可以通過(guò)整定速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅值來(lái)改變。由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用 onT 表示，根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為 onT 的給定濾波環(huán)節(jié)。 3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l 件 cimoi wsTT ? 131131 ????? 滿(mǎn)足近似條件。 (1) 電流上升階段。但由于在起動(dòng)過(guò)程 1,2 兩個(gè)階段中電流不能突變，所以實(shí)際起動(dòng)過(guò)程與理想起動(dòng)過(guò)程相比還有一些差距，不過(guò)這兩段時(shí)間只占全部起動(dòng)