【正文】 然有超調。加入轉速微分后，退飽和提前到 T點，所對應的轉速 tn比*低，就提早進入了線性閉環(huán)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，在時轉速雖繼續(xù)上升，但有可能不出現(xiàn)超調就趨于穩(wěn)定，如圖曲線 2。 * ( )nUs? emRC T s()dIs 1nTs??? ?1dn s? ?()ns()dLIs( 1 )nn nKs s?? ? 圖 412 帶轉速微分負反饋的轉速換動態(tài)結構框圖 Idnn*Ott2t112TO`ntT∑ n 33 待定的參數是 dnC和 dnR，由于 dndn CR0??， dndnodn CRT ?。 而且已選定 onodn TT ?，只要確定 dn?，就可以計算出 C和 R。 dn?—— 轉速微分時間常數 odn—— 轉速微分濾波時間常數 dn?的近似工程計算公式為： Nmndn nz TnThh ?????? ? )( 2124 *? ?? 無超調時的微分時間常數應該是 ndn Thh ?? ??? 124| 0? 本設計無超調時 ssdn 254 ??? ???? 則 FRC dndn ?? ??? ????? ? KCTR dnondn 3 綜上，微分電容為 F?，濾波電阻為 ?。 加入轉速微分負反饋后轉速無超調，即滿足 %10?n?。 反饋回路設計 電流反饋 利用霍爾元件進行電流反饋 H L VR mI i e+ 1 5 V 1 5 VU i 圖 213 霍爾元件構成的電流互感器 34 該霍爾電流互感器的兩側的電流時 1:1 的，圖中 Rm為測量電阻，同時為限流電阻，即 *mI ax m iRU? 式中 mIax—— 霍爾電壓傳感器 HLV一次側的最大電流即電 動機最大電流； *iU—— 電流調節(jié)器輸入限幅值。 則 10 5mR ? ? ? 型號： TV100— AW/100 匝數比 1:1 轉速反饋設計 計算轉速環(huán)節(jié)的反饋系數和參數： 因為電動機的額定轉速為 min/1500r，所以測速發(fā)電機的的額定數據可選為： ， 110V， ， 1900r/min。 轉速反饋系數 ?包含測速發(fā)電機的電動勢系數etgC和輸出電位器 RP2分壓系數 2，有 rVr VC etg min/??? 電位器 RP2 的選擇 ??? ??? NtgNetg InCRP 此時 RP2 所消耗的功率為 WInCW NtgNetgRP ??????? 為了不致使電位器溫度很高，實選電位器的瓦數應為消耗功率的一倍以上，故可將 RP2 選為 10W， ?K的可調電位器。 TGRP2 圖 414轉速反饋設計（測速發(fā)電機設計） 35 第 5 章 輔助回路設計 限幅電路 在運算放大器的輸出端需要加入限幅環(huán)節(jié)，對輸出信號的幅值進行限制。約束了下一環(huán)節(jié)輸入信號的最大值，同時保護運放。 本設計中的電流調節(jié)器、轉速調節(jié)器都設置了雙向輸出限幅，以限制最大制動電流和最小控制角 min?與最小逆變角min?。 RR P 3R P 4V C C ( + 1 5 V )V C C ( 1 5 V )V D 3V D 4U n *U nR nU i *C nR 0 / 2R 0 / 2R 0 / 2R 0 / 2C o nC o nR b a l 圖 51 轉速環(huán)限幅電路 nnn UUU ??? * 0?? nU：i*為負；0?n：i*為正。 通過調節(jié)電位器可以設定i*=10V。 RR P 3R P 4V C C ( + 1 5 V )V C C ( 1 5 V )V D 3V D 4U i *U iR iU cC iR 0 / 2R 0 / 2R 0 / 2R 0 / 2C o iC o iR b a l 圖 52 電流環(huán)限幅電路 iii UUU ??? * 0?? iU：c為負；0?i：c為正。 36 通過調節(jié)電 位器可以設定 cU=10V。 反相器 本設計中正組與反組的觸發(fā)脈沖成o180關系，即 orf??? 所以應當用反號器將觸發(fā)電路的控制電壓 cU進行取反 。 R 1R 3R 4R P 2R 2 1 5 V+ 1 5 VV D 1V D 2R P 1C 1U c U c 圖 53反相器 反號器的輸入信號?1Uc由與運算放大器的反相輸入端輸入，故輸出電壓2U為： 12 1/)31( URRRP ???? 調節(jié)電位器 RP1 的滑動觸電，改變 RP1 的阻值，使 RP1+R3=R1，則 cUU ???? 12 即輸入與輸出成倒像關系。故為反號器。 37 直流穩(wěn)壓電源 1 . 2 ~ 2 0 V1 . 2 ~ 2 0 VL M 1 1 7L M 1 3 72 2 0 V~C 1C 3C 2C 4C 7C 8C 5C 6R 1R 1R 2R 2+ 1 5 V 1 5 V 圖 54 直流穩(wěn)壓電源 由單相橋式整流器和三端穩(wěn)壓器構成的穩(wěn)壓電源，作為給定電源。 （ 1） 電路的組成 電路經變壓器變壓后的 42V 電壓經單相橋式整流后向給定電路提供電源。將變壓器線圈分為兩部分，中間接地，以得到正、負電壓同時輸出。在電橋的兩端分別串入一對容量較大的電容 1C、2和一對容量較小的電容3C、4，兩對電容的中間接地。 在正電壓輸出端串入三端穩(wěn)壓器 LM117，在負電壓輸出端串入 LM137.分別穩(wěn)定 +15V、 15V 電壓的輸出。 為了保證電壓的精度和穩(wěn)定性，要選擇精度高的電阻，同 時電阻要緊靠穩(wěn)壓器，防止輸出電流在連線電阻上產生誤差電壓。 （ 2） 電路的工作原理 給定電路的電源由單向不可控整流后的電源提供。電源電壓經變壓器變壓后的輸出電壓是 42V，變壓器線圈繞組的中間接地，經變壓器分為兩個同時輸出 21V 的副邊電壓。電流經不可控整流后，直接向穩(wěn)壓器提供穩(wěn)壓電源。21V 的電流經整流橋后，輸入穩(wěn)壓器的電壓大約為 ?? 這樣穩(wěn)壓器 LM117 可輸出電壓為 +15V， LM137 可輸出電壓 — 15V。 整流后輸出電 壓的電流為正弦波形電流，在整流橋的兩端并入電容 1C、 38 2C后，可將正弦波電流變?yōu)檩敵鲭娏鞔笮』竞愣ǖ碾娏髟?，有利于穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓與給定電路的穩(wěn)定輸出。穩(wěn)壓器的輸入端并入電容 3C、 4用以抵消輸入 端較長接線的電感效應，防止產生自激震蕩，接線不長時也可不用。輸出端并入電容 7C、 8是為了瞬時增減電流時不至于引起輸出電壓有較大的波動。 ?? )240~120(1R，為保證空載情況下輸出電壓穩(wěn)定， 1R不宜高于240?。 2的大小根據輸出電壓調節(jié)范圍確定。輸出電壓可調范圍為 V)20~2.(?。 （ 3） 元器件選型、參數的選取及計算 電容 1C、 2 1mF 兩只 電容 4 F? 兩只 電容 6 10 兩只 電容 8 1 兩只 電阻 1R 120? 兩只 電阻 2 2 K 兩只 固定正電壓輸出穩(wěn)壓器 LM117 一只 固定負電壓輸出穩(wěn)壓器 LM137 一只 給定電路 Un*RP2RP+15V15V正給定負給定S1S2 圖 55 給定 電路 電壓給定由兩個電位器 RP RP2 及兩個開關 S S2 組成。 S S2 為 39 正、負極性切換開關，輸出的正、負電壓的大小分別由 RP RP2 來調節(jié)，其輸出電壓范圍為 V15~0 ?。 操作回路 BS B 1S B 2K MAK IK M 圖 56 操作回路圖 本設計通過按鈕控制電機的運行停止以及電機的正反轉。接觸器 KM 控制二次側的得電情況。 SB1 是總停止按鈕、 SB2 是二次側給電按鈕并用 KM自鎖。 KI 為欠電流接觸器，當電流較小時就會切斷電路。 40 設計感 想 經過為期 兩個星期 的努力，我完成了 直流拖動控制系統(tǒng) 的課程設計任務?；叵脒@ 兩個星期 ，有過盲目，有過焦急，有過苦惱，也有設計成功的快樂。從最初的無從下手，到后來的逐漸了解、完成設計，感覺到自己收獲了許多。在此期間，我有如下一些心得體會： 在設計之前，首先要充分了解自己所要做的課題，查找資料，了解控制系統(tǒng)原理，根據要求選擇 器件 及其 型號 ，便于之后設計的順利。 在設計開始時，要做一個總體設計規(guī)劃，以便于總體框架的設計完成。 真正開始設計時，要多動腦，利用已學 過的知識發(fā)散思維，試試盡可能的顧及到各個模塊 。 當程序整體設計都正確后，再尋求簡化的方法。 在設計過程中可以根據模塊，分塊設計。這樣可以 簡化 難度，集中精力依次解決，各個模塊的完成后就容易完成總體的設計要求。 設計過程中，我發(fā)現(xiàn)細心與耐心都必不可少。有縝密的思維便可以減少錯誤的發(fā)生幾率。面對問題，有耐心才能更快更好地解決。 大 圖連線要整齊美觀，方便閱讀和作進一步的修改。 注重交流。很多難點的突破都來自于與老師和同學的交流，交流使自己獲得更多信息，開拓了思路。 通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正 學懂學精這門專業(yè) ，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力 ， 加深了我對 電力拖動控制系統(tǒng) 的理解及運用，更開拓了自己的知識面。 41 致謝 在 設計 完稿之際，謹向教導和幫助我的師長、同學、朋友以及默默支持和鼓勵我的親人們致以最誠摯的謝意和最衷心的祝福 。 感謝導師 劉福才老師和李峰磊老師 ，本 設計 論文從選題到完成無不浸透著恩師的心血。在我這段的求學生涯中 ，導師以其嚴謹、求學的治學態(tài)度、高度的責任心和敬業(yè)精神，給與我極大的幫助與鼓勵 。導師踏實認真、開拓創(chuàng)新的治學作風將使我終生受益 ； 導師為人正直、寬厚待人的高尚品德是我學習的榜樣 ； 導師給我提供了良好的學習環(huán)境，為我提供實踐的機會。在論文的撰寫過程中，導師對我嚴格要求，使我能夠將理論知識與實踐相結合，得到了很大的提高。在此對恩師表示衷心的感謝和誠摯的敬意 。 最后，我要深深的感謝我的 家人 ，正是由于他們對我學業(yè)上所謂的支持、理解和鼓勵，對我一如既往的殷切期望和無私奉獻，給與了我無盡的關愛和動力，才使得我得以順利 完成 此篇論文設計 。 42 參考文獻 上海大學 陳伯時 電力拖動自動控制系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社 王兆安 劉進軍 電力電子技術 機械工業(yè)出版社 李榮生 電氣傳動控制系統(tǒng)設計指導 機械工業(yè)出版社 姚樵耕 俞文根 電氣自動控制 機械工業(yè)出版社 李仁 電氣控制技術 機械工業(yè)出版社 康華光 電子技術基礎（模擬部分） 高等教育出版社 顧繩谷 電機及拖動基礎 機械工業(yè)出版社