【正文】 平均失控時間單相半波單相橋式（全波）三相半波三相橋式2010105時間單位為ms .（2） 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)工程設(shè)計的要求，如果要使系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)電流無差，需要按典型I型系統(tǒng)設(shè)計電流環(huán)調(diào)節(jié)器。多使用比例積分PI型電流調(diào)節(jié)器，電流環(huán)的控制對象是雙慣性的，其傳遞函數(shù)為： 式 （）檢測調(diào)速系統(tǒng)對電源電壓的抗擾性能： 式 （）參看表2的典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標(biāo)都是可以接受的。表2 典型I型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系%%%%（3） 計算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：。電流環(huán)開環(huán)增益：要求時，按表3，應(yīng)取，因此 式 （）于是，ACR的比例系數(shù)為 式 （)表3 典型I型系統(tǒng)動態(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%%%%%上升時間峰值時間相角穩(wěn)定裕度截止頻率轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計（1） 確定時間常數(shù)電流環(huán)等效時間常數(shù)。取，則 式 ()轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)。根據(jù)所用取。簡化轉(zhuǎn)速環(huán)的小時間常數(shù)，近似取 式 ()選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)工程應(yīng)用中的要求設(shè)計比例積分PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)，傳遞函數(shù)為： 式 ()（2） 想要實現(xiàn)跟隨性能和抗干擾能力都很好的系統(tǒng)設(shè)計，這里取h = 5，h是中頻款，計算轉(zhuǎn)速環(huán)調(diào)節(jié)器ASR環(huán)節(jié)的超前時間常數(shù)為： 式 ()由可求得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益： 式 ()于是，可求得ASR的比例系數(shù)為 式 (）通過對案例的分析，經(jīng)過開環(huán)、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)三種調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計，并對其結(jié)果進(jìn)行分析，直流調(diào)速系統(tǒng)的性能分析如圖表4：表4 直流調(diào)速性能分析對比表類別\性能指標(biāo)靜差率調(diào)速范圍超調(diào)量上升時間tr調(diào)節(jié)時間ts動態(tài)最大速降擾動恢復(fù)時間tv擾動靜差開環(huán)%1%90r90r轉(zhuǎn)速負(fù)反饋5%275%10r10r轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)5%5%忽略忽略忽略直流調(diào)速系統(tǒng)的性能比較：A、開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)無反饋，給定電壓不受輸出轉(zhuǎn)速的影響。在本次設(shè)計的中開環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速受給定電壓的控制，負(fù)載擾動的所產(chǎn)生的影響無法消除。系統(tǒng)的性能并不好，存在較大的靜差。B、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，轉(zhuǎn)速的反饋值與給定值比較，其偏差作為控制信號的給定，在發(fā)生負(fù)載擾動時，系統(tǒng)有一定的調(diào)節(jié)能力，在一定程度上系統(tǒng)具有自我恢復(fù)能力，能夠有效的減小靜差率和提高調(diào)速范圍，但是可能存在電樞電流過大和過載、超調(diào)與不穩(wěn)定的問題。C、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙反饋，是對轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)存在的問題有進(jìn)行優(yōu)化，有效的改善了啟動電流過飽和轉(zhuǎn)矩超過最大過載倍數(shù)的問題，同時對超調(diào)量和調(diào)速時間等指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性也進(jìn)行了改善。6 矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)仿真范例 矢量控制的基本思想矢量控制的基本思想是在模仿他勵直流電機(jī)的控制，在電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中，忽略磁飽和以及電樞反應(yīng)的影響，他勵直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩方程式為Te = Ct*Ia*If ,公式中If是勵磁電流，Ia是電樞電流，If產(chǎn)生勵磁磁鏈，Ia產(chǎn)生電樞磁鏈，如果把它們看作是空間矢量，他們是相互垂直、解耦的。這樣就可以在用Ia來控制轉(zhuǎn)矩的時候卻不影響勵磁磁鏈，如果是額定磁鏈，會得到快速的動態(tài)響應(yīng)和最大的轉(zhuǎn)矩安培比。反過來，如果用If控制勵磁磁鏈，此時電樞磁鏈并不受影響。矢量控制的關(guān)鍵是確保定向準(zhǔn)確，確保給定值與實際值相等。，控制器VR12/3電流控制變頻器3/2VR等效電機(jī)模 型圖 矢量控制系統(tǒng)原理圖在本次矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)中，交流電機(jī)的參數(shù)屬性表如表5所示：表 5 電機(jī)參數(shù)表參數(shù)線電壓額定功率定子電阻轉(zhuǎn)子電阻數(shù)值380V37300W參數(shù)轉(zhuǎn)動慣量摩擦系數(shù)定子漏感轉(zhuǎn)子漏感數(shù)值參數(shù)互感極對數(shù)頻率數(shù)值250Hz各個模塊的求解：設(shè)計勵磁分量的模塊，：圖 求解模塊這個模塊是用來計算定子電流的勵磁分量的，是通過轉(zhuǎn)子磁通到定子電流的變換。設(shè)計q坐標(biāo)下分量的給定值模塊，：圖 求解模塊這個模塊的功能是在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d、q坐標(biāo)下，計算定子電流的q坐標(biāo)分量。磁鏈模塊的設(shè)計，：圖 磁鏈模塊轉(zhuǎn)子磁鏈角模塊的設(shè)計，：圖 轉(zhuǎn)子磁鏈角模塊3/2（ABC坐標(biāo)到DQ坐標(biāo)）變換，：圖 3/2坐標(biāo)變換模塊圖通過機(jī)電轉(zhuǎn)換的基本原則，電機(jī)內(nèi)的氣隙磁場是能量轉(zhuǎn)換的媒介，進(jìn)行轉(zhuǎn)子側(cè)與定子側(cè)的能量能量變換。坐標(biāo)變換的原則是，變換過后定子側(cè)與轉(zhuǎn)子側(cè)的氣隙基波合成磁場的幅值和相位保持一致。2/3（DQ坐標(biāo)到ABC坐標(biāo)）變換，：圖 2/3坐標(biāo)變換模塊圖2/3變換與3/2變換的原理一樣，即保持坐標(biāo)變換前后的磁勢不變。 基于矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)仿真：圖 矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)仿真圖圖 適量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果圖通過改變給定轉(zhuǎn)速的值，進(jìn)行仿真可以得到不同的仿真結(jié)果，通過對結(jié)果的對比分析，觀察電機(jī)啟動、穩(wěn)定階段的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子電流的波形圖，直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)的對比原理分析：A、直流調(diào)速系統(tǒng) 在直流調(diào)速系統(tǒng)中，直流電機(jī)的主磁場是由直流勵磁電流產(chǎn)生，補(bǔ)償繞組基本上能夠克服電樞反應(yīng)的影響，因此通常情況下將其主磁場近似當(dāng)做一個穩(wěn)定的磁場。 當(dāng)電機(jī)的電刷位于幾何中心線上時，電樞電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互垂直，是自然解耦的。 勵磁電流和電樞電流相互獨立，各自在不同的回路中，電路的控制簡單且容易實現(xiàn)。 直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型只有一個輸入/輸出變量，即電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓，在一些假設(shè)條件下，可以把直流調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)做一個二階的線性系統(tǒng)B、交流調(diào)速系統(tǒng)（三相異步電機(jī)） 在三相平衡正弦交流電源的作用下，電機(jī)的定子產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，磁場隨著時間和空間變化。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場和定子產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場是同步旋轉(zhuǎn)，但是相位不同，在空間中不存在垂直關(guān)系。矢量控制就是在模仿直流電機(jī)而產(chǎn)生的一種控制方式。在轉(zhuǎn)子短路的情況下，只能調(diào)節(jié)定子電流（鼠籠式異步電機(jī))。46結(jié)論在本次設(shè)計中，主要針對直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了非常詳細(xì)的分析，針對以實際工程案例，從開環(huán)到轉(zhuǎn)速單閉環(huán)再到轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計，通過仿真得知，雙閉環(huán)系統(tǒng)是相對開環(huán)和單閉環(huán)是更好的，單閉環(huán)系統(tǒng)也比開環(huán)更好。在本次設(shè)計中是針對刨床進(jìn)行的系統(tǒng)調(diào)速，也適用其他的相似系統(tǒng)，只需要進(jìn)行參數(shù)的修改即可。以傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的仿真比以電氣原理圖進(jìn)行的仿真更加理想。在仿真范例是采用解決實際工程問題來設(shè)計的，所以電氣模型的仿真結(jié)果沒有數(shù)學(xué)模型的理想。矢量控制的交流調(diào)速系統(tǒng)只是用簡短的篇幅來介紹，這也是本次設(shè)計中的一個缺點。致謝在本次的仿真范例設(shè)計中，遇到了許多問題，最需要感謝的是孫曜老師，每周都在特定時間對我的設(shè)計進(jìn)行指導(dǎo)。從剛開始的毫無頭緒到最后一步步完成整個仿真設(shè)計，中間有參考過很多資料，也學(xué)會了很多知識。參考文獻(xiàn)[1] 方清城，羅中良，官峰. 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