【正文】 總之，在設(shè)計過程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過的新知識，而且學(xué)會了獨立的去發(fā)現(xiàn)，面對，分析，解決新問題的能力，不僅學(xué)到了知識，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺，同時感謝在設(shè)計中提供幫助的 老師和同學(xué)們。 從以下的仿真結(jié)果可看出，所設(shè)計的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)滿足要求。 （ 4）負載變化 將圖 61 中的負載給定模塊換為一個階躍函數(shù)模塊，并設(shè)置延時時間為 1s，初值為 10，終值為 50。 （ 1）空載起動 將圖 61中的負載給定設(shè)為 0，轉(zhuǎn)速給定設(shè)為 1000，啟動仿真，得到如圖 62所示的結(jié)果，從圖可看出，剛起動時，電樞電流各電磁轉(zhuǎn)矩很大，并被限制在最大值，轉(zhuǎn)速上升很快，轉(zhuǎn)速超調(diào)后，電樞電流幾乎下降到 0，轉(zhuǎn)速很快穩(wěn)定到給定轉(zhuǎn) 26 圖 64 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，低速時運行過程 圖 65 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，負載變化時運行過程 速，在穩(wěn)態(tài)時，電樞電流基本為 0。 求電樞繞組和勵磁繞組的互感 afL 因為 2 2 0 0 . 5 5 5 0 . 1 9 3 m i n /1000N a Ne NU R IC V rn? ??? ? ? ?， 6 0 6 0 0 .1 9 3 1 .8 4 322EeKC??? ? ? ? 所以 / 1 .8 4 3 / 1 .6 1 .1 5a f E fL K I H? ? ? 電機的額定負載轉(zhuǎn)矩 9 . 5 5 9 . 5 5 0 . 1 9 3 5 5 1 0 1 . 3 7L e nT C I N m? ? ? ? ? ? 按以上計算出的參數(shù)，設(shè)置好電機模型。、 120176。電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸 出端其后面的環(huán)節(jié)運算后，得到移相控制電壓，去控制整流橋的輸出電壓。模型由晶閘管 直流電動機組成的主回路和轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器組成的控制回路兩部分組成。 24 6 系統(tǒng) MATLAB 仿真 本次系統(tǒng)仿真采用目前比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件 MATLAB，使用 MATLAB 對控制系統(tǒng)進行計算機仿真的主要方法有兩種，一是以控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，使用 MATLAB 的 Simulink 工具箱對其進行計算機仿真研究。 3 0 .0 8 7 0 .1 4620nn nCFRk? ?? ? ??，取 F? 3 FkCon ?140 ?????，取 1 F? 。 ⑥ 檢驗近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為11 3 9 6 . 4 0 . 0 8 7 3 4 . 5Nc n N nK Ks??? ?? ? ? ? ? ?。其結(jié)構(gòu)與電流調(diào)節(jié)器一樣。 22 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計和校驗 ① 電流環(huán)等效時間常數(shù) 1/IK 在前面的計算中，已取 ?? ，則 1 2 2 0 .0 0 3 7 0 .0 0 7 4I TsK ?? ? ? ?。 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響條件： 1113 3 22 .3 60. 18 0. 1 ciml STT ??? ? ? ???， 滿足條件。 圖 51 電流調(diào)節(jié)器 *iU iU 3 R 0 i / 2 3 R 0 i / 23 R 0 i / 2 3 R 0 i / 23 R b a l3 R i 3 C i3 R 13 R W 13 R W 23 V D 13 V D 23 V D 33VD4+ 1 5 V 1 5 V3 C o i3 C o iCU 21 ⑤ 電流反饋系數(shù) * 10 0 .1 2 /1 .5 5 5idU VAI? ?? ? ?? ⑥電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計算 電樞回路電磁時間常數(shù)： 31 0 7 .7 1 0 0 .11l LTsR ?? ?? ? ?。其模擬電路圖如圖 51 所示。 15V直流穩(wěn)壓電源原理圖 圖 42 同步變壓器的聯(lián)接 VaVbVcU1V1W1 20 5 雙閉環(huán)的動態(tài)設(shè)計和校驗 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計和校驗 ① 整流裝置滯后時間常數(shù) sT 對于三相全控橋式整流電路，可取 ? 。且與主電路三個相電壓 Uu 、 Vu 、 Wu 同相的三個同步電壓，因此需要設(shè)計一個三相同步變壓器，但考慮到同步變壓器功率很小，一般每相不超過 1W，這樣小的三相變壓器很難買到，故可用三個單相變壓器組來代替，并聯(lián)成 DY0，即可獲得與主電路二次側(cè)相電壓同相的三個電壓 u 、 vu 、 wu 。 KC41 是將由 KC04 產(chǎn)生的 6路單脈沖信號轉(zhuǎn)換成 6路雙脈沖信號，使觸更加可靠。典型應(yīng)用電路如圖 41 所示。對于三相 不可控橋式整流電路 K=， )(AVDI =(～ 2)K LI =(～ 2) =～ 圖 3— 2主電路圖電路 可選用 ZP 型 3A、 700V 的二極管。因此，應(yīng)在直流側(cè)串入平波電抗器，用來限制輸出電流的脈動量。 min211dIUKL ? （ 314） 式中 1K －與整流電路形式有關(guān)的系數(shù)，可由表查得； mindI －最小負載電流，常取電動機額定電流的 5％～ 10％計算。 勵磁電流為 ，可選用 JT18 型欠電流繼電器，額定電流取 ，吸合電流整定為 。當(dāng)發(fā)生缺相故障或負載過載時，熱繼電 器 FR動作，其常閉觸頭斷開， KM線圈失電， KM的主觸頭斷開整流電路的電源，從而實現(xiàn)缺相和過載保護。 缺相與無勵磁或弱磁保護 在發(fā)生缺相故障時，會使輸出電壓降低，電流和電壓波動增大，使電機運行時振動加大，增大了對生產(chǎn)機械的沖激，有必要設(shè)置缺相保護電路。 如圖31 中的 FU1FU7。 622 10 ??? cR fcUP =50 62 10)1203( ??? = 選 R 為 80Ω， 1W的普通金屬膜電阻器。 如圖31中的 1R4~1R 1C4~1C9。但采用阻容保護易影響系統(tǒng)的快速性，并且會造成 di/dt 加大。 取 2Ω IC=2π fCUC 106=2π 50 160 120 106= A PR≥（ 3～ 4） IC2R=(3～ 4) 2=（ ～ ） W 可選取 2Ω， 300W 的陶瓷繞線電阻。 阻容保護 即在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻 R和電容 C進行保護，如圖 31中的 1R1— 1R3和 1C11C3。故選晶閘管的型號為 KP160 晶閘管元件。裕量， 則 B=cosα =，由 式（ 31）可得 ? ? VU 1 3 3~1 1 19 8 2 3 ~12 ???? ，取 2U =120V。 圖 31 晶閘管三相全控整流電路 MVISB1 SB2KMKA KA2KML1L2L3NF U 1 T11 R 1 1 R 31 C 1 1 C 3KMFR11 R V 1 1 R V 31 R 4 1 R 5 1 R 61 R 7 1 R 8 1 R 91 C 4 1 C 5 1 C 61 C 7 1 C 8 1 C 91VT11VT21VT31VT41VT51VT6LdF U 2 F U 3 F U 4F U 5 F U 6 F U 7VD1 VD2 VD3VD4 VD5 VD6R W 1R W 2KA2Q S 1UWVV1U1W1IKA1FR1TA1TA2TA3UVW 10 整流變壓器的設(shè)計 變壓器二次側(cè)電壓 U2的計算 U2是一個重要的參數(shù)，選擇過低就會無法保證輸出額定電壓。如圖 31 所示。 觸發(fā)電路的選擇 目前觸發(fā)電路主要有阻容移相觸發(fā)電路、單結(jié)晶體觸發(fā)電路、正弦波同步觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路， 以及集成觸發(fā)電路等。三相全控橋式整流電路的缺點是整流器件用得多，需要六個觸發(fā)電路，需要 220V 電壓的設(shè)備也不能用 380 電 網(wǎng)直接供電，而要用整流變壓器。而三相全控橋式整流電路，在輸出電流和電壓相同時，電源相電壓可較三相零式整流電路小一半。 在三相整流電路中，主要有三相零式整流電路、三相全控橋式整流電路和三相半控橋式整流電路。 轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器 觸發(fā)器 M TG *nU + nU dL dU 圖 21 調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 iU 轉(zhuǎn)速 調(diào)節(jié)器 電流反饋 *iU 8 主電路的選擇 一般說來，對晶閘管整流裝置在整流器功率很小時（ 4KW 以下），用單相整流電路，功率較大時用三相整流電路。 調(diào)速系統(tǒng)的方案選擇 因調(diào)速精度要求較高，故選用轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)。 ③ 提高控制單元水平。 20 世紀 50 年代末出現(xiàn)的無自關(guān)斷能力的半控型普通晶閘管是第一代電力電子器件。目前，我國的直流調(diào)速控制主要在以下幾個方面進行著研究。 由于直流調(diào)速控制系統(tǒng)具有良好的啟制動、正反轉(zhuǎn)及調(diào)速等性能，目前在調(diào)速領(lǐng)域中仍占主要地位。 關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，晶閘管，直流電動機， MATLAB，仿真 5 Abstract This paper presents the speedcurrent double closedloop DC speed control system design, experimental results can be accurate visual observation of speed current double closedloop speed control system startup process can be designed to facilitate the regulation of the various parameters and control strategies and to analyze their multisystem performance and achieved good results. But how to handle the speed control and current control between the relationship? After repeated study and practice, and finally found that if in the system set up two regulators, respectively, regulate speed and current in series connection between the practice, that is, the output of speed regulator as the input current regulator ACR, and then current regulator39。 （四）設(shè)計提交