【正文】 電流閉環(huán)和轉速閉環(huán)均應按典型Ⅱ型系統(tǒng)設計。但實際系統(tǒng)要求電流超調量小，故本系統(tǒng)的電流閉環(huán)按典型Ⅰ型 系統(tǒng)設計。轉速環(huán)的擾動量主要是負載。系統(tǒng)要求抗干擾能力強，動態(tài)速降小，恢復時間短，因此，決定轉速環(huán)動態(tài)參數按典型Ⅱ型 系統(tǒng)設計。電流閉環(huán)由串調系統(tǒng)直流主回路形成的大慣性環(huán)節(jié)與晶閘管逆變器、電流檢測及反饋濾波等小慣性群組成。由于實際系統(tǒng)電流環(huán)的時間常數很小，且反映迅速，而與轉速成比例卻變化緩慢，故電動勢干擾對電流的影響可忽略不計。所以，由圖可單獨畫出電流閉環(huán)動態(tài)結構圖，如圖62所示。圖62 電流閉環(huán)動態(tài)結構圖利用結構圖變換，并把給定濾波作用合并起來，等效于環(huán)內，則得到圖63a單位反饋形式。對于三相橋式電路，平均失控時間；為電流反饋濾波時間常數，?。ㄓ捎陔娏鞣答佇盘柸∪鄻蚴秸麟娐?，信號中含有的脈動成分，為了衰減這些交流分量，需設置電流反饋濾波器。實踐證明，若取，則可將其脈動分量衰減到原來的1%左右）。它們都是小時間常數，可以按小慣性環(huán)節(jié)的近似處理方法，用來代替。這樣，只考慮動態(tài)過程時，結構就化為圖63b所示的形式。圖 63 電流閉環(huán)動態(tài)結構及其化簡圖a) 單位反饋式結構圖 b) 簡化結構圖 為把電流環(huán)節(jié)校正成典型Ⅰ型，顯然ACR應采用PI調節(jié)器，其傳遞函數為 要計算電流調節(jié)器的參數和，需知道電動機逆變裝置的有關參數。當轉差率為時，直流回路等效電阻；則有：觸發(fā)逆變裝置的放大系數：由于要求超調量小，故取阻尼比，這時，所以電流調節(jié)器的參數為根據圖69的結構形式，取，若電位器置于處，則有實選，。ACR參數如圖64所示。圖64 ACR調節(jié)器參數圖。電流環(huán)是轉速閉環(huán)的內環(huán)，計算轉速調節(jié)器參數時，為簡便起見，對已設計好的電流環(huán)作進一步簡化處理。根據圖63b，取時，電流環(huán)的等效傳遞函數可近似為 用上述等效環(huán)節(jié)代替圖71中的電流閉環(huán)后，整個調速系統(tǒng)的動態(tài)結構圖便如圖65a所示。利用結構圖等效變換，并進行工程上的近似處理，則轉速環(huán)動態(tài)結構圖可化簡成圖65b。該圖中 由圖65b可以看出，要把轉速環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，無疑地，ASR應采用PI調節(jié)器有共傳遞函數。調速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數為圖65轉速環(huán)動態(tài)結構及其簡化圖a) 動態(tài)結構圖 b) 簡化圖圖66校正后的調速系統(tǒng)結構圖不考慮負載擾動時，校正后的調速系統(tǒng)結構圖如圖66所示要計算ASR的參數和，首先需確定電動機的積分時間常數和轉速反饋濾波時間常數。采用直流測速機，由于有整流的換流作用，輸出信號是脈動直流電壓，故必須經反饋濾波器濾波，以濾波脈動成分，可防止干擾信號侵入系統(tǒng)，本系統(tǒng)取的計算：電動機轉矩系數： 電動機在工作電流附近線性化的轉矩系數，可用下式表示：本系統(tǒng)拖動電動機轉動慣量為：,即，則拖動系統(tǒng)的飛輪慣量： 電動機的積分時間常數轉速調節(jié)器ASR參數，計算：按閉環(huán)幅頻特性的諧振峰值最小準則來確定典型Ⅱ型系統(tǒng)的參數選擇，且取h=5則有 由于ASR采用與ACR相同的結構形式，取，并使，則ASR的具體參數為 實取。 ASR調節(jié)器參數如圖67所示 圖67 ACR調節(jié)器參數圖 根據設計時所確定的方案和選定的控制環(huán)節(jié)及參數計算，機械廠傳動系統(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 機械廠傳動系統(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 機械廠傳動系統(tǒng)的觸發(fā)裝置組件原理圖7 系統(tǒng)的調試及運行設計工作結束后，在設備安裝完畢投入運行以前，還必須對系統(tǒng)進行嚴格地調試。系統(tǒng)調試基本上與直流拖動雙閉環(huán)系統(tǒng)相似。調試時應遵循元器件，后系統(tǒng)；先開環(huán)，后閉環(huán)；先內環(huán)，后外環(huán)；先靜態(tài)，后動態(tài)；先低速，后高速；先空載，后負載；先手動，后自動的步驟進行。系統(tǒng)動態(tài)校正所確定的調節(jié)器型式及其參數，只能供系統(tǒng)動態(tài)調試時每個調節(jié)器參數的參考數據。系統(tǒng)動態(tài)調試時每個調節(jié)器參數在實際整定值是靠調試結果達到了預期目標而最后確定下來的。系統(tǒng)經過調試之后，便可進行實際運行試驗，為了確保安全，系統(tǒng)實驗時應根據生產設備的特點，采取可靠的安全措施，嚴格遵守操作規(guī)程。結　　論此次設計完成了系統(tǒng)方案的確立，主電路各器件參數的計算，控制電路控制器參數的計算。在計算出上述參數值的基礎上，完成了系統(tǒng)的建模，最后對工作過程進行詳細分析總結，基本上實現了晶閘管串級調速系統(tǒng)的主電路設計、控制電路設計以及工程上的運用，主要概括為以下三點：雙閉環(huán)調速系統(tǒng)系統(tǒng)抗擾動能力強，電流環(huán)能較好地克服電網電壓波動的影響，而轉速環(huán)能抑制其環(huán)內各環(huán)節(jié)擾動影響，并最終消除轉速偏差；雙閉環(huán)串級調速系統(tǒng)采用PI調節(jié)器，可實現無靜差；雙閉環(huán)串級調速系統(tǒng)具有良好的靜態(tài)穩(wěn)定性；同時具有較好的動態(tài)特性，動態(tài)響應快，超調量??； 在設計中由于時間倉促，有些地方做的還不足，其中保護電路設計不太具體，控制電路中觸發(fā)環(huán)節(jié)的設計也沒有詳細列出。另外通過設計我還總結出一些可以改善調速系統(tǒng)功率因素的方法，也沒能在論文中列出，有待于進一步分析研究。這次設計讓我把所學知識聯系到一起，并應用到實際設計中去，對知識的掌握幫助很大，還有本次設計讓我學會怎么來學習些全新的知識，鍛煉了我的學習能力，為以后工作奠定了基礎。參 考 文 獻 [1] 胡佑憓伺服系統(tǒng)原理與設計[M].北京：北京理工大學出版社，1993[2] 宋書中交流調速系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999[3] 錢平交直流傳動控制系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2001[4] 王兆安電力電子技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001[5] 趙良兵現代電力電子基礎[M].北京：清華大學出版社，1995[6] 陳志明電力電子器件基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999[7]陳伯時電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004[8]廖曉忠電氣傳動與調速系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，1998[9]宋書中交流調速系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999[10] Mathur /Rajiv 基于晶閘管的柔性交流 [M].徐政譯 北京：機械工業(yè)出版社，1999[11]孫余凱電工常用資料備查手冊 北京：中國電力出版社，2012 [12]孫余凱電工五金資料手冊北京：中國電力出版社，2012[13]:219241[14]王兆安，.機械工業(yè)出版社2000:43149 致　　謝 轉眼之間為期三個多月的畢業(yè)設計即將進入收尾階段，在我的論文即將完成之際我向所有向我提供過幫助的老師表達最真摯的感謝，首先要向我的指導老師 王振芳老師致以最深的感謝，在畢業(yè)設計的寫作過程中，他無比耐心，無私無求的給予我持續(xù)的幫助，沒有他，論文無法順利完成，同時，感謝李宇老師無私的幫助和輔導。還有我的同學們，是他們用最真摯的情感和最實際的援助，幫我渡過了難關。感謝宿舍好友周健鵬，同我一塊探討內容和開題，還有同組的其他同學，也一并感謝，謝謝你們。感謝所有的老師們，謝謝你們三年孜孜不倦的教誨，使我們學習知識的時候也學會了做人，感謝三年陪我一塊走過的同學們，未來的道路上我們還將一起走下去。