【正文】 9 參考文獻(xiàn) 1．陳伯時(shí)主編，《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》第 3 版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021 年 2．王兆安，黃俊主編，《電力電子技術(shù)》第 4 版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021 年 3．閻石主編，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第 5 版，北京： 高等地育出版社， 2021年 4．邱關(guān)源原著，《電路》第 5版，北京：高等教育出版社， 2021 年 5．胡壽松主編，《自動(dòng)控制原理》第 5版，北京：科學(xué)出版社， 2021 年 6．童詩白、華成英主編，《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》第 4版，北京：高等教育出版社， 2021 年 24 附錄 VM 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理圖 25 ?？傊谶@次課程設(shè)計(jì)中，我獲得了很多，也知道自己哪一方面不足，為我的人生上了很寶貴的一課。是我們的 團(tuán)隊(duì)合作才使我們課程設(shè)計(jì)完成的如此順利。遇到有難度的問題，我首先會(huì)自己鉆研，或者與同學(xué)討論，最后請(qǐng)教老師。 在這次課程設(shè)計(jì)中，我也遇到了很多問題。在時(shí)間充裕的學(xué)期末，我們有了更多的時(shí)間來完成我們的課程設(shè)計(jì)，使我可以花更多時(shí)間去研究直流調(diào)速系統(tǒng)方面的知識(shí)。另外，我也學(xué)到了很多東西，也使得我將 《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》、《電路》等一系列書籍有了更深入的了解。通過仿真得到電機(jī)轉(zhuǎn)速情況如圖 所示。 21 圖 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路 7 雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng) MATLAB仿真 利用 matlab 仿真工具組成轉(zhuǎn)速 ,電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真圖如圖 所示，轉(zhuǎn)速和電流閉環(huán)通過一個(gè)滯后環(huán) 控制接入脈沖發(fā)生器的輸入端，來實(shí)現(xiàn)對(duì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，使轉(zhuǎn)速最終趨于穩(wěn)定值。然后由分屬三相的此種電路組成脈沖形成單元輸出 6路脈沖，再經(jīng)補(bǔ)脈沖形成及分配單元形成補(bǔ)脈沖并按順序輸出 6 路脈沖。根據(jù)單相同步信號(hào)的上升沿和下降沿，形成兩個(gè)同步點(diǎn)，分別發(fā)出兩個(gè)相位互差 180176。 對(duì)于三相全控整流或調(diào)壓電路，要求順序輸出的觸發(fā)脈沖依次間隔 60176。 （ 2）輸出負(fù)載的能力大，移相性能好，脈沖輸出穩(wěn)定，正、負(fù)半周脈沖相 位均衡性好。在對(duì)精度要求高的大容量變流裝置中，采用了數(shù)字觸發(fā)電路，可獲得很好觸發(fā)脈沖對(duì)稱度。 KJ041 的 內(nèi)部是由 12 個(gè)二極管構(gòu)成的 6 個(gè)或門，其作用是將 6 路單脈沖輸入轉(zhuǎn)換為 6 路雙脈沖輸出。 隨著工業(yè)自動(dòng)化，集成化的不斷把發(fā)展；現(xiàn)在市場(chǎng)中已有多種型號(hào)的六脈沖觸發(fā)集成電路廣泛應(yīng)用于各種控制中，從本設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單和穩(wěn)定性出發(fā)，本設(shè)計(jì)直接采用 KJ 系列的 三相全控 橋式整流電路的 集成觸發(fā)器 KJ041 作為三相整流電路的觸發(fā)電路。 =1x106F，取 1μ F 根據(jù)上述參數(shù)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)指標(biāo)為 ： δ n =%, Δ nN=INR∑ / Ce=220 , 因此 能滿足設(shè)計(jì)要求。 =ω ,滿足近似條件 3．計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 根據(jù)圖 ，取 R0=40KΩ ,則 Rn=KnR0=468 KΩ ,取 470 KΩ Cn=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 1） 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = Ce=（ UN I NRa） /nN=（ 440220 ） /1000= V/min/r ? =10V/ nN =10/1800= V./ r / min ASR 的比例系數(shù)為 Kn=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 18 表 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 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ΔCmax/Cb % % % % % % % % tm/T tv/T 則 ASR 的超 前時(shí)為 :錯(cuò)誤 !未找到引用源。 如果能夠滿足設(shè)計(jì)要求，則可根據(jù)所選的 h 值計(jì)算有關(guān)參數(shù)； 否則要改變 h 值重新進(jìn)行計(jì)算，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。 =2T∑ i== 2)轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) Ton：根據(jù)所用測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)紋波情況，取 Ton= 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 T∑ i=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 校正后成為典型Ⅱ系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 含給定濾波和反饋濾波的 PI 型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如下圖 所示。由此可見， ASR 也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： WASR(s)=錯(cuò)誤 !未找到引用源?，F(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型Ⅱ型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。 +Ton，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖可簡(jiǎn)化為如下圖 。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖的化簡(jiǎn) 用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替圖 中的電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖 。 = S1ω ci， 滿足近似條件。 = S1ω ci， 滿足 近似條件。 Ts= S1ω ci， 滿足近似條件。 176。 176。 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：τ i=Tl= 14 電流環(huán)開環(huán)增益：要求δ i＜ 5%時(shí)，按表 ，應(yīng)取 KIT∑ i =，因此 KI=∑ i=取 Ks=48，而電流反饋系數(shù)β =10V/=10/（ 220） =表 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ε 超調(diào)量σ 0% % % % % 上升時(shí)間 tr ∞ 峰值時(shí)間 tp ∞ 相角穩(wěn)定裕度 176。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用 PI型電流調(diào)節(jié)器。 2）三相橋式晶閘管整流電路的平均滯后時(shí)間 Ts=，取電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) Toi=, 可 得 電 流 環(huán) 的 小 時(shí) 間 常 數(shù) 為 T ∑ i =TsToi==。 圖 校正成典型 I型系統(tǒng)的電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 13 含給定濾波和反饋濾波的模擬式 PI型電流調(diào)節(jié)器原理圖如圖 所示。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可以用比例積分型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： WACR（ s） =錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 忽略反電動(dòng)勢(shì)的電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 12 電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖小慣性環(huán)節(jié)近似處理 如果把給定濾波和反饋濾波同時(shí)等效的移到環(huán)內(nèi)前向通道上，再把給定信號(hào)改成， 則電流環(huán)變等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)。這樣，在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響。在一般情況下，同的電 磁時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù)，因此，轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多。 11 圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖的化簡(jiǎn) 如圖 所示為點(diǎn)畫線框內(nèi)是電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，其中，反電動(dòng)勢(shì)與電流反饋的作用相互交叉，這將給設(shè)計(jì)工作帶來麻煩。在這里，首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。 本系統(tǒng)采用快速熔斷器對(duì)可控硅進(jìn)行過流保護(hù) ，整流電路及晶閘管保護(hù)電路如圖 所示 。當(dāng)硒堆上電壓超過某一數(shù)值后，它的電阻迅速減小，而且可以通過較大的電流，把過電壓的能量消耗在非線性電阻上，而硒堆并不損壞?？焖?熔斷器用的是銀質(zhì)熔絲，在同