【文章內(nèi)容簡介】 0425V2200181。F25V2200181。F63V0.3181。F63V0.3181。F0.5W3k0.5W3k+ 1 5 V 1 5 V~220V~ 1 9 V~ 1 9 V 圖 31 穩(wěn)壓電源電路原理圖 用此電路來實現(xiàn)設計要求的直流穩(wěn)壓電源。 167。 給定器的設計 本課題要求只需給定一個正的 15V 電壓即可， 給定器 原理圖如下： + 1 5 V1 K Ω1KΩS A 圖 32 給定器原理圖 167。 零速封鎖器 DZS 的設計 零速封鎖器的作用是當給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓均為零時 （即在停車狀態(tài)下），封鎖各調(diào)節(jié)器，保證電機不會爬行。具體電路如圖 33 所示 ： 12 +L F 3 5 3+L F 3 5 32 A P 1 62 A P 1 62 A P 1 62 A P 1 62CP112CP112CP112CP112CP112CP112 C P 1 12 C P 1 1S+ 1 5+ 1 5 1 5 1 55 . 1 k Ω5 . 1 k Ω5 . 1 k Ω5 . 1 k Ω5.1kΩ5.1kΩ5.1kΩ5.1kΩ5.1kΩ5.1kΩ51kΩ510kΩ510kΩ510Ω510Ω2.4KΩ2.4KΩ2.4KΩ2.4KΩ510Ω510Ω510Ω510Ω3 K Ω2 M Ω3 K Ω2 M Ω3 0 p F3 0 p F10181。F2 C W 1 1集 成 片 4 0 0 1 集 成 片 4 0 0 13DG6C 圖 33 零速封鎖器原理圖 圖中 放大器選用 LF353， 封鎖器的 具體工作原理為： 當電路正常運行時，兩個放大器的輸出總有一個 為低電平，這個信號經(jīng)過集成片 4001 的 與非 門以及 兩個 非 門后，輸出為高電平，此時三極管導通，封鎖器輸出為 15V， ACR 及 ASR 的場效應管截止。 當給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓均為零時（即停止工作），兩個放大器輸出均為低電平，這個信號經(jīng)過集成片 4001 的 與非 門以及 兩個 非 門后，輸出為低電平，此時三極管不導通，封鎖器的輸出電壓接近 0V， ACR 及 ASR的場效應管導通，封鎖各調(diào)節(jié)器，實現(xiàn)封鎖功能。 167。 電流調(diào)節(jié)器 ACR 的設計 1 確定時間參數(shù) 因為我們選用的電力晶體管的開關(guān)頻率為 f=1kHz,所以 sT = 所以可得電流環(huán)小時間常熟之和為： 13 i s oiT T T? ?? 即 iT? =+=. 2 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu) 我們首先考慮的是把電流環(huán)校正成哪一類典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，由圖（ 34c）我們選用 ? 型系統(tǒng)。再從動態(tài)要求上看，實際系統(tǒng)不允許點數(shù)電流在突加控制作用時有太大的超調(diào)，以保證電流在動態(tài)過程中不超過允許值，而對電網(wǎng)電壓波動 的及時抗擾作用只是次要因素。為此，電流環(huán)應以跟隨性能為主，即選用典型 ? 系統(tǒng)。 ? ?1 / 1oiTs ?A C R? ?* SIU+? ?C SU ? ?0 SdU ? ?SdI? ?/1ssK T s ?1/ 1l RTs ?1oiTs ? ? a） 忽略反電動勢的動態(tài)影響 A C R+? ?*SIU?? ?dIs/sKR? ? ? ?11slT s T s??? ?cUs1oiTs ????? ??? b) 等效成單位負反饋系統(tǒng) A C R+? ?SdI? ?* SIU? ? ? ? ?/11sslKRT s T s??? c) 小慣性環(huán)節(jié)近似處理 圖 34 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及簡化 圖 34 c)表明，電流環(huán)的控制對象是雙慣性型的，要校正成典型 ? 系統(tǒng)，應采取 P? 型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： 14 ? ? ? ?1iiA C RiKsWss???? （ 31） 式中 iK —— 電流調(diào)節(jié)器的比列系數(shù)； i? —— 電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。 為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消，取 i? = lT ，檢查對電源電壓的抗擾性能。 liTT?= =， 由 表（ 1）可知各項指標均可接受。 表（ 1） 典型 I 型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)關(guān)系 m= 1T / 2T = T/ 2T 1/5 1/10 1/20 1/30 maxC? / bC 100% % % % % mt /T vt /T 3 計算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超常時 間常數(shù) iT = lT = 電流環(huán)開環(huán)增益：要求 i?? 5%時，查資料 可知應取 IiKT? =， 而 sK =，因此 IK = iK sK ? / i? R IK =? =? 。 ? = *imdmUI =10/ iK =[250 （ 6+） ]/（ 10/） = 4 檢驗近似條件 電流環(huán)截止頻率為 ciW = IK =250 1s? ① 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件為： 13sT= 1/（ 3 ） = 1s? ciW 滿足近似條件。 ② 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件為： 15 3 1mlTT=3 1 ?= 1s? ciW 滿足近似條件。 ③ 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件： 13 1s oiTT=13 01 01ss? ?= 1s? ciW 滿足近似條件。 5 計算 電流 調(diào)節(jié)器的電阻和電容 由運算放大器取 0R =40KΩ，各電阻和電容值分別為： 1R = 2R = 3R = 4R = 0R /2=20KΩ 。 6R = iK 0R = 40KΩ = ，取 190KΩ ； 1C = 2C =6iR? =，取 ； 3C =64oiTR = 34 10 sK???=，取 。 電流調(diào)節(jié)器的原理圖如圖 35 所示 + 1 5 V10kΩ2 0 k Ω 2 0 k Ω2 0 k Ω 2 0 k Ω2 0 k Ω 2 0 k Ω1 9 0 k Ω2 M Ω1 . 5 k Ω470Ω481w1.5KΩ481w1.5KΩ481w4.7KΩ4 8 1 w 1 0 K Ω3 D J 6 H+ 1 5 V0 . 1 181。 F3 0 p F0.1181。Fu A 7 4 1+I N 4 0 0 4IN4004IN4004IN4004IN40040.1181。F0.1181。F 圖 35 電流調(diào)節(jié)器原理圖 16 167。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的設計 1 確定時間常數(shù) ① 電流環(huán)等效時間常數(shù) 1IK,有電流調(diào)節(jié)器的設計，取iIKT?=,，則 1IK=2iT?=2 = ② 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù) onT 有已知得 onT = ③ 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間 常數(shù) nT? 按小時間常數(shù)近似處理，取 nT? = 1IK+ onT =+= 2 調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 和電流調(diào)節(jié)器一樣，我們選用 PI調(diào)節(jié)器， 其 傳遞函數(shù)為 ? ?ARSWS= ? ?1nnnKss?? ? （ 32） 3 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù) 按跟隨和抗擾性都較好的原則，取 h=5,則 ASR 的超前時間常數(shù)為 n? =h nT? =5 = 有式 NK =2212 nhhT??得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為 NK = 2262 5 ?? 2s? = 2s? 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) α= *maxmaxnUn = 10200 /minVr = (33） 電流反饋系數(shù) β= *imdmUI = (34) nK = ? ?12 emnh CTh RT???? (35) 由式 (33)(34)(35)可得 nK =[(5+1) 10/ ]/[2 5 (8+) ]= 4 檢驗近似條件 17 ① 轉(zhuǎn)速環(huán)的截止頻率為 ? =1NK? = NnK? = 1s? = 1s? ② 電流環(huán)傳遞函數(shù)的簡化條件為 13 iIKT?= 1 2503 1s?= 1s? ? 滿足近似條件 ③ 轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理的條件為 13 iIonKT=1 2503 1s?= 1s? ? 滿足近似條件 5 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 的電阻和電容 由電流調(diào)節(jié)器計算，取 0R =40KΩ，則 6R = nK 0R = 40KΩ=216 KΩ 取 220 KΩ； 1R = 234R R R??= 0R /2=20 KΩ 取 20 KΩ； 3C =6nR? =45/220= 取 ； 1C = 2C =04onTR = 34 10?? = 取 。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 原理圖如圖 36 所示 + 1 5 V 1 5 V10kΩ2 0 k Ω 2 0 k Ω2 0 k Ω 2 0 k Ω2 2 0 k Ω2 M Ω1 . 5 k Ω470Ω481w1.5KΩ481w1.5KΩ481w4.7KΩ4 8 1 w 1 0 K Ω3 D J 6 H+ 1 5 V0 . 2 181。 F3 0 p F0.47181。F0.47181。Fu A 7 4 1+I N 4 0 0 4IN4004IN4004IN4004IN4004 圖 36 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖 18 167。 速度變換器 FBS 的設計 其原理圖如下圖 47 所示 T GM3 0 0 K ?300K?2 K ?22K?2μF 圖 37 速度變換器 FBS 原理圖 速度變換器為速度檢測變換環(huán)節(jié)，將直流測速發(fā)電機的輸出電壓變換成適于控制單元并與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓，作為速度反饋。 167。 主電路的設計 1 整流變壓器的參數(shù)計算 ① 副邊電壓 2U 的計算 dU = NU =48V 考慮占空比為 90% 則 0U =48V/= 取 0U = 2U ，則 2U = 0U /=考慮 10%的裕量 2U = = ② 一、二次電流計算 取 2I =dI =nI = 19 變比 K= 12UU =220V/= 1I = 2IK=考慮空載電流，取 1I = = ③ 變壓器容量的計算 1S = 1U 1I =220V = 取 190VA 2S = 2U 2I = =181VA S= 122SS? =190 1812VA VA? = 2 整流元件的選擇 二極管承受的最大反向電壓為 DMU