【正文】 電流閉環(huán)和轉(zhuǎn)速閉環(huán)均應(yīng)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。但實(shí)際系統(tǒng)要求電流超調(diào)量小，故本系統(tǒng)的電流閉環(huán)按典型Ⅰ型 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)速環(huán)的擾動(dòng)量主要是負(fù)載。系統(tǒng)要求抗干擾能力強(qiáng)，動(dòng)態(tài)速降小，恢復(fù)時(shí)間短，因此，決定轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)參數(shù)按典型Ⅱ型 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電流閉環(huán)由串調(diào)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(cè)及反饋濾波等小慣性群組成。由于實(shí)際系統(tǒng)電流環(huán)的時(shí)間常數(shù)很小，且反映迅速，而與轉(zhuǎn)速成比例卻變化緩慢，故電動(dòng)勢(shì)干擾對(duì)電流的影響可忽略不計(jì)。所以，由圖可單獨(dú)畫(huà)出電流閉環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖62所示。圖62 電流閉環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖利用結(jié)構(gòu)圖變換，并把給定濾波作用合并起來(lái)，等效于環(huán)內(nèi)，則得到圖63a單位反饋形式。對(duì)于三相橋式電路，平均失控時(shí)間；為電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)，?。ㄓ捎陔娏鞣答佇盘?hào)取三相橋式整流電路，信號(hào)中含有的脈動(dòng)成分，為了衰減這些交流分量，需設(shè)置電流反饋濾波器。實(shí)踐證明，若取，則可將其脈動(dòng)分量衰減到原來(lái)的1%左右）。它們都是小時(shí)間常數(shù)，可以按小慣性環(huán)節(jié)的近似處理方法，用來(lái)代替。這樣，只考慮動(dòng)態(tài)過(guò)程時(shí)，結(jié)構(gòu)就化為圖63b所示的形式。圖 63 電流閉環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)及其化簡(jiǎn)圖a) 單位反饋式結(jié)構(gòu)圖 b) 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)圖 為把電流環(huán)節(jié)校正成典型Ⅰ型，顯然ACR應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 要計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)和，需知道電動(dòng)機(jī)逆變裝置的有關(guān)參數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)差率為時(shí)，直流回路等效電阻；則有：觸發(fā)逆變裝置的放大系數(shù)：由于要求超調(diào)量小，故取阻尼比，這時(shí)，所以電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)為根據(jù)圖69的結(jié)構(gòu)形式，取，若電位器置于處，則有實(shí)選，。ACR參數(shù)如圖64所示。圖64 ACR調(diào)節(jié)器參數(shù)圖。電流環(huán)是轉(zhuǎn)速閉環(huán)的內(nèi)環(huán)，計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)時(shí)，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，對(duì)已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)作進(jìn)一步簡(jiǎn)化處理。根據(jù)圖63b，取時(shí)，電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)可近似為 用上述等效環(huán)節(jié)代替圖71中的電流閉環(huán)后，整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖65a所示。利用結(jié)構(gòu)圖等效變換，并進(jìn)行工程上的近似處理，則轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖可化簡(jiǎn)成圖65b。該圖中 由圖65b可以看出，要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，無(wú)疑地，ASR應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器有共傳遞函數(shù)。調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為圖65轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)及其簡(jiǎn)化圖a) 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 b) 簡(jiǎn)化圖圖66校正后的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖不考慮負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，校正后的調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖66所示要計(jì)算ASR的參數(shù)和，首先需確定電動(dòng)機(jī)的積分時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。采用直流測(cè)速機(jī)，由于有整流的換流作用，輸出信號(hào)是脈動(dòng)直流電壓，故必須經(jīng)反饋濾波器濾波，以濾波脈動(dòng)成分，可防止干擾信號(hào)侵入系統(tǒng)，本系統(tǒng)取的計(jì)算：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)： 電動(dòng)機(jī)在工作電流附近線(xiàn)性化的轉(zhuǎn)矩系數(shù)，可用下式表示：本系統(tǒng)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：,即，則拖動(dòng)系統(tǒng)的飛輪慣量： 電動(dòng)機(jī)的積分時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR參數(shù)，計(jì)算：按閉環(huán)幅頻特性的諧振峰值最小準(zhǔn)則來(lái)確定典型Ⅱ型系統(tǒng)的參數(shù)選擇，且取h=5則有 由于A(yíng)SR采用與ACR相同的結(jié)構(gòu)形式，取，并使，則ASR的具體參數(shù)為 實(shí)取。 ASR調(diào)節(jié)器參數(shù)如圖67所示 圖67 ACR調(diào)節(jié)器參數(shù)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)所確定的方案和選定的控制環(huán)節(jié)及參數(shù)計(jì)算，機(jī)械廠(chǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)的主電路電氣原理圖如圖68所示；控制電路電氣原理圖如圖69所示。觸發(fā)電路電氣原理圖如圖610所示。 圖68 機(jī)械廠(chǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)的主電路電氣原理圖36圖69 控制電路電氣原理圖5圖610 機(jī)械廠(chǎng)傳動(dòng)系統(tǒng)的觸發(fā)裝置組件原理圖7 系統(tǒng)的調(diào)試及運(yùn)行設(shè)計(jì)工作結(jié)束后，在設(shè)備安裝完畢投入運(yùn)行以前，還必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格地調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試基本上與直流拖動(dòng)雙閉環(huán)系統(tǒng)相似。調(diào)試時(shí)應(yīng)遵循元器件，后系統(tǒng)；先開(kāi)環(huán)，后閉環(huán)；先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)；先靜態(tài)，后動(dòng)態(tài)；先低速，后高速；先空載，后負(fù)載；先手動(dòng)，后自動(dòng)的步驟進(jìn)行。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正所確定的調(diào)節(jié)器型式及其參數(shù)，只能供系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)每個(gè)調(diào)節(jié)器參數(shù)的參考數(shù)據(jù)。系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)試時(shí)每個(gè)調(diào)節(jié)器參數(shù)在實(shí)際整定值是靠調(diào)試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)而最后確定下來(lái)的。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)調(diào)試之后，便可進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行試驗(yàn)，為了確保安全，系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的特點(diǎn)，采取可靠的安全措施，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。結(jié)　　論此次設(shè)計(jì)完成了系統(tǒng)方案的確立，主電路各器件參數(shù)的計(jì)算，控制電路控制器參數(shù)的計(jì)算。在計(jì)算出上述參數(shù)值的基礎(chǔ)上，完成了系統(tǒng)的建模，最后對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)分析總結(jié)，基本上實(shí)現(xiàn)了晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)、控制電路設(shè)計(jì)以及工程上的運(yùn)用，主要概括為以下三點(diǎn)：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，電流環(huán)能較好地克服電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響，而轉(zhuǎn)速環(huán)能抑制其環(huán)內(nèi)各環(huán)節(jié)擾動(dòng)影響，并最終消除轉(zhuǎn)速偏差；雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器，可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差；雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)穩(wěn)定性；同時(shí)具有較好的動(dòng)態(tài)特性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，超調(diào)量?。? 在設(shè)計(jì)中由于時(shí)間倉(cāng)促，有些地方做的還不足，其中保護(hù)電路設(shè)計(jì)不太具體，控制電路中觸發(fā)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)也沒(méi)有詳細(xì)列出。另外通過(guò)設(shè)計(jì)我還總結(jié)出一些可以改善調(diào)速系統(tǒng)功率因素的方法，也沒(méi)能在論文中列出，有待于進(jìn)一步分析研究。這次設(shè)計(jì)讓我把所學(xué)知識(shí)聯(lián)系到一起，并應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中去，對(duì)知識(shí)的掌握幫助很大，還有本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)怎么來(lái)學(xué)習(xí)些全新的知識(shí)，鍛煉了我的學(xué)習(xí)能力，為以后工作奠定了基礎(chǔ)。參 考 文 獻(xiàn) [1] 胡佑憓伺服系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1993[2] 宋書(shū)中交流調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[3] 錢(qián)平交直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2001[4] 王兆安電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001[5] 趙良兵現(xiàn)代電力電子基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1995[6] 陳志明電力電子器件基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[7]陳伯時(shí)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[8]廖曉忠電氣傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，1998[9]宋書(shū)中交流調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[10] Mathur /Rajiv 基于晶閘管的柔性交流 [M].徐政譯 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[11]孫余凱電工常用資料備查手冊(cè) 北京：中國(guó)電力出版社，2012 [12]孫余凱電工五金資料手冊(cè)北京：中國(guó)電力出版社，2012[13]:219241[14]王兆安，.機(jī)械工業(yè)出版社2000:43149 致　　謝 轉(zhuǎn)眼之間為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將進(jìn)入收尾階段，在我的論文即將完成之際我向所有向我提供過(guò)幫助的老師表達(dá)最真摯的感謝，首先要向我的指導(dǎo)老師 王振芳老師致以最深的感謝，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作過(guò)程中，他無(wú)比耐心，無(wú)私無(wú)求的給予我持續(xù)的幫助，沒(méi)有他，論文無(wú)法順利完成，同時(shí)，感謝李宇老師無(wú)私的幫助和輔導(dǎo)。還有我的同學(xué)們，是他們用最真摯的情感和最實(shí)際的援助，幫我渡過(guò)了難關(guān)。感謝宿舍好友周健鵬，同我一塊探討內(nèi)容和開(kāi)題，還有同組的其他同學(xué)，也一并感謝，謝謝你們。感謝所有的老師們，謝謝你們?nèi)曜巫尾痪氲慕陶d，使我們學(xué)習(xí)知識(shí)的時(shí)候也學(xué)會(huì)了做人，感謝三年陪我一塊走過(guò)的同學(xué)們，未來(lái)的道路上我們還將一起走下去。