【正文】 改變線圈匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)主電路的不同的接線方式，,從而求的、出變壓器二次側(cè)容量。而一次相電流有效值，所以一次側(cè)容量。一次相電壓有效值取決于電網(wǎng)電壓。所以變流變壓器的平均容量為。 為各種接線形式時(shí)變壓器次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗，故 根據(jù)整流變壓器的特性，即 取3，所以，所以整流變壓器的容量為： 設(shè)計(jì)時(shí)留取一定的裕量，可以取容量為整流變壓器。 整流元件晶閘管的選型正確選擇晶閘管能夠使晶閘管裝置在保證可靠運(yùn)行的前提下降低成本。選擇晶閘管元件主要是選擇它的額定電壓 和額定電流首先確定晶閘管額定電壓，晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實(shí)際承受的最大電壓，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和操作過電壓等因素，還要放寬2～3倍的安全系數(shù)，則計(jì)算公式： 對(duì)于本設(shè)計(jì)采用的是三相橋式整流電路，晶閘管按1至6的順序?qū)ǎ谧韪胸?fù)載中晶閘管承受的最大電壓， 故計(jì)算的晶閘管額定電壓為 取。再確定晶閘管額定電流，額定電流有效值大于流過元件實(shí)際電流的最大有效值。～2倍。 由此可求出晶閘管的額定電流，其公式為： 可以取額定電流為2A。本設(shè)計(jì)選用晶閘管的型號(hào)為KK2008額定電壓： VDRM 800V 額定電流： IT(AV) 200A門極觸發(fā)電壓：VGT V 門極觸發(fā)電流：IGT 300 mA 第八章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)ACR：電流調(diào)節(jié)作用的調(diào)節(jié)作用：電流環(huán)由ACR和電流負(fù)反饋組成的閉環(huán)，其主要作用是穩(wěn)定電流，由于ACR為PI調(diào)節(jié)器。所以在穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，它的輸入電壓，所以在穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，的數(shù)值上。假設(shè)，它的調(diào)節(jié)過程如下：它可以保持電流特性不變，自動(dòng)限制最大電流，能有效抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響。1. 由于ASR有輸出限幅值，限幅值為，這樣電流的最大值為，當(dāng)時(shí)，電流環(huán)將使電流下降，調(diào)節(jié)電位器RP3的電流反饋系數(shù)或整定ASR的輸出限幅值。2. 能夠有效地抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起電流波動(dòng)，通過ACR的調(diào)節(jié)，使的電流很快的恢復(fù)原值，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響很小，可以忽略。1. 時(shí)間常數(shù)的測(cè)定：表1 各種整流電路的失控時(shí)間（f=50Hz）整流電路形式最大失控時(shí)間平均失控時(shí)間單相半波2010單相橋式105三相半波三相橋式、六相半波1）整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts。，三相橋式電路的平均失控時(shí)間 Ts=（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi。，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1~2）Toi=，因此取Toi=2ms=。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取。（4）電磁時(shí)間常數(shù)的確定。由前述已求出電樞回路總電感。 （61）則電磁時(shí)間常數(shù) 機(jī)電時(shí)間常數(shù)2. 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 （83）式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：,，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器的參數(shù) 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：。電流開環(huán)增益：要求時(shí)，取，因此 （84）于是，ACR的比例系數(shù)為(Uc為10v) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)電流反饋系數(shù) 4. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：（1） 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 （86）滿足近似條件。（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 滿足近似條件。（3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 滿足近似條件。5. 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容，按所用運(yùn)算放大器取R0=40k，各電阻和電容值為 取C= ，取 （811）按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為，滿足設(shè)計(jì)要求. 典型I型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系KT阻尼比超調(diào)量0%%%%%上升時(shí)間峰值時(shí)間相角穩(wěn)定裕度截止頻率1. 確定時(shí)間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI。由前述已知，則 （812）（2）轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)，根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取.（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 （813）2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)式為 　　 （814）3. 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為 （815）則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 K （816）可得ASR的比例系數(shù)為 轉(zhuǎn)速截止頻率為 （818）（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為 （819）滿足簡(jiǎn)化條件。（2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 （820）滿足近似條件。5．計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 所示，取，則 ,取350 （821） 取 （822） , 取 （823） 含濾波環(huán)節(jié)的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器當(dāng)h=5時(shí)，，不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，而突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。計(jì)算超調(diào)量。 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）h345678910%%%%%%%%3k32211111 典型II型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910%%%%%%%%設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知。當(dāng)時(shí)，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 （824）調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 為基準(zhǔn)值，對(duì)應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速。根據(jù)式（824）計(jì)算得 ， （825）不滿足要求8. 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制從計(jì)算得的退飽和超調(diào)量，可知不滿足動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，因此需加轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。加入這個(gè)環(huán)節(jié)可以抑制甚至消滅轉(zhuǎn)速超調(diào)，同時(shí)可以大大降低動(dòng)態(tài)速降。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中。和普通的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器相比，在轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)上并聯(lián)了微分電容Cdn和濾波電阻Rdn，即在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋信號(hào)。 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器: 含有轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)中待定的參數(shù)是和，其中轉(zhuǎn)速微分時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)速微分濾波時(shí)間常數(shù)是以選定，只要確定，就可以計(jì)算出和了。由工程設(shè)計(jì)方法，近似計(jì)算公式得： （829）設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知：設(shè)計(jì)要求動(dòng)態(tài)最大超調(diào)，取轉(zhuǎn)速超調(diào)量為則： （830） 則微分電容 濾波電阻 9．再次校核動(dòng)態(tài)速降，帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋時(shí)，轉(zhuǎn)速微分時(shí)間常數(shù)相對(duì)值 又因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求動(dòng)態(tài)最大轉(zhuǎn)速降，即則。上述已求出動(dòng)態(tài)速降的基準(zhǔn)值所以 （832），當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，而現(xiàn)在，符合上式（832要求。可知滿足要求。從以上分析可得出結(jié)論，帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)不僅使轉(zhuǎn)速超調(diào)大大減小，而且大大降低動(dòng)態(tài)速降。 心得體會(huì)通過對(duì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)讓我對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及電力電子這兩門課程所講述的知識(shí)內(nèi)容有了更深刻的理解。在設(shè)計(jì)過程中，查閱了大量的資料，不僅有關(guān)于電力電子技術(shù)方面的，也有關(guān)于電力拖動(dòng)方面，通過此次設(shè)計(jì)，讓我深刻地感受到了各門課程之間的聯(lián)系，以及工程設(shè)計(jì)與理論計(jì)算之間的差別，也借由這次設(shè)計(jì)回顧了電力電子技術(shù)這門課程的知識(shí)。自己在以后的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中應(yīng)多加思考，將所學(xué)的不同學(xué)科之間的知識(shí)聯(lián)系起來。從搜集資料到方案設(shè)計(jì)，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作課程設(shè)計(jì)報(bào)告的過程中思緒是如此復(fù)雜，混亂。如今，伴隨著設(shè)計(jì)報(bào)告的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散。 感謝包老師在課程設(shè)計(jì)過程中的指導(dǎo)，我的課程設(shè)計(jì)報(bào)告才能夠得以順利完成，由于本人知識(shí)淺薄，在本文中的完成過程中參考了電力電子電力電子學(xué)有關(guān)書籍，在此向本文參考資料的作者表示由衷的感謝。參考文獻(xiàn)[1] 王兆安，黃俊. : 機(jī)械工業(yè)出版社,2007[2] 陳伯時(shí). 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008[3]楊蔭福，段善旭，: 清華大學(xué)出版社，2006[4]朱仁初，: 機(jī)械工業(yè)出版社，1994[5]機(jī)械工程手冊(cè)，. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，198258