【正文】 精品文檔 36 。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助。 北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 參考文獻(xiàn) [1] 唐介 .電機(jī)與拖動(dòng) . 北京 :高等教育出版社 ,2021 年 [2] 趙影 .電機(jī)與電力拖動(dòng) . 北京 :國(guó)防工業(yè)出版社 ,2021 年 [3] 孟憲芳 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) . 西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2021 年 [4] 許翏 . 電機(jī)與電氣控制技術(shù) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 年 [5] 張家生 .電機(jī)原理與拖動(dòng)基礎(chǔ) .北京郵電學(xué)院出版社， 2021 年 [6] 鄭立平 .電機(jī)與拖動(dòng)技術(shù) .大連理工大學(xué)出版社， 2021 年 [7] 陳世元 .電機(jī)學(xué) .中國(guó)電力出版社， 2021 年 [8] 陳世元 .電機(jī)學(xué) .中國(guó)電力出版社， 2021 年 [9] 徐邦荃 .直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng) .華中科技大學(xué)出版社 ,2021 年 北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 致 謝 在本次設(shè)計(jì)過程中， 感謝導(dǎo) 師對(duì)該 設(shè)計(jì) 從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個(gè)環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo) ,使我得以最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)電路器件功能不了解，對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理知識(shí)不理解，等等。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。北京化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )工作是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié) ,是本科學(xué)生開始從事科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的初步嘗試 ,是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的基本理論、基本知識(shí)和基本技能解決實(shí)際問題能力、獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力的重要途徑，是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)深化和升華的重要過程，也是對(duì)學(xué)生四年的學(xué)習(xí)成果、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的全面檢驗(yàn)。所以在 15 轉(zhuǎn) /MIN以下系統(tǒng)很難正常運(yùn)行。 第三個(gè)問題，就是電動(dòng)機(jī)在零速時(shí)出現(xiàn)蠕動(dòng)，現(xiàn)象是左右轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象有兩種可能性，一，系統(tǒng)的晶閘管的觸發(fā) 的偏置電壓未調(diào)整好，另外一種就北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 是系統(tǒng)的回環(huán)比較整定不理想，針對(duì)這個(gè)，我專門調(diào)試了偏置電壓的問題，所以不會(huì)偏置電壓的問題，所以應(yīng)該是回環(huán)比較的問題。針對(duì)出現(xiàn)的問題，本人反復(fù)整定， ACR 和 ASR 的 PI參數(shù)，特別是速度環(huán)的 PI 參數(shù)，稍微偏那么一點(diǎn)，系統(tǒng)表現(xiàn)出來的現(xiàn)象不一樣，由開始的在模擬電流表上看到指示針在比較大地左右擺動(dòng)，而且幅度也比較大，到經(jīng)過反復(fù)的調(diào)整 ASR 的 PI參數(shù)， ACR 的 PI參數(shù)，速度反饋系數(shù)? 和電流的反饋系數(shù) ? ，系統(tǒng)的電流電壓波形在示波器上看到的曲線也比較平穩(wěn)，也基本沒有出現(xiàn)曲線的波動(dòng)，速度也可以調(diào)上高速即額定轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行。出現(xiàn)這種情形的，本人認(rèn)為是首先雖然各個(gè)單元已經(jīng)調(diào)試好，但不等于整個(gè)系統(tǒng)參數(shù)就已經(jīng)很好這是不同的。 北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 第 節(jié) 調(diào)速系統(tǒng)主、控電路圖 北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 第 節(jié) 調(diào)試過程 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室的調(diào)試，系統(tǒng)最終能較好地運(yùn)行，從零速開始速度給定，以及突加速度給定信號(hào)，系統(tǒng)都能夠正常地起動(dòng)，升速至給定的速度值。在系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。這個(gè)作用對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的。 2． 電流調(diào)節(jié)器的作用 （ 1） ．作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化； （ 2） ．對(duì)電網(wǎng)電壓的波 動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用； （ 3） ．在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程； （ 4） ．當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作用。 （ 2） ．對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。因此，整個(gè)起動(dòng)過程可看作為是一個(gè)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。一般選擇為電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，以便充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過載能力，使起動(dòng)過程盡可能最快。這樣，采用 PI 調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)必然有超調(diào)。 綜上所述，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程有以下三個(gè)特點(diǎn)： 1． 飽和非線性控制 根據(jù) ASR 的飽和與不飽和，整個(gè)系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：當(dāng) ASR飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng) ASR 不飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無靜差調(diào) 速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動(dòng)系統(tǒng)。此后，電動(dòng)機(jī)開始在負(fù)載的阻力下減速，與此相應(yīng)，在 34tt段時(shí)間內(nèi)， dI dlI? ，直到穩(wěn)定。但是，只要仍大于負(fù)載電流 dLI ，轉(zhuǎn)速就繼續(xù)上升。 第 Ⅲ 階段轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段（ 2t 以后） 北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到給定值時(shí) 0nn?? ，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸入偏差減少到零，但其輸出卻由于積分作用還維持在限幅值 imU? ，所以電機(jī)仍在加速 ,使轉(zhuǎn)速超調(diào)。與此同時(shí)，電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì) E 也按線性增長(zhǎng)，對(duì)電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說， E 是一個(gè)線性漸增的擾動(dòng)量，為了克服它的擾動(dòng)， 0dU 和 cU 也必須基 本上按線性增長(zhǎng)， dI 才能保持恒定。 該 階段是起動(dòng)過程中的主要階段。在這一階段中， ASR 由不飽和很快達(dá)到飽和，而 ACR 一般應(yīng)該不飽和，以保證電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用。由于機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速的增長(zhǎng)不會(huì)很快，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸入偏差電壓 n n nU U U?? ? ? 數(shù)值較大，其輸出很快達(dá)到限幅值imU? ，強(qiáng)迫電流 dI 迅速上升。 第 I 階段電流上升的階段（ 10~t ） 突加給定電壓 nU? 后，通過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的控制作用，使 cU 、 0dU 、 dI 都上升，但是在當(dāng) dI 沒有達(dá)到負(fù)載電流 dLI 以前，電動(dòng)機(jī)還不能轉(zhuǎn)動(dòng)。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓 nU? 由靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速和電流的動(dòng)態(tài)過程示于下圖。 兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸出都帶有限幅， ASR 的輸出限幅什 Uim決定了電流調(diào)節(jié)器ACR 的給定電壓最大值 Uim，對(duì)就電機(jī)的最大電流；電流調(diào)節(jié)器 ACR 輸出限北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 幅電壓 Ucm限制了整流器輸出最大電壓值，限最小觸發(fā)角 α。圖中兩個(gè)調(diào)節(jié)器 ASR 和ACR 分別為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器，二者串級(jí)連接，即把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā) 裝置。由這種設(shè)計(jì)思想，我們可以進(jìn)行 ASR 和 ACR 的設(shè)計(jì)。該系列集成穩(wěn)壓器型號(hào)中的 78 或 79 后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，由于觸發(fā)電路要求的電源是 15V，所以設(shè)計(jì)中采用了 7815和 7915 穩(wěn)壓器。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引 出端，故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。本設(shè)計(jì)中采用了 7815 和 7915 穩(wěn)壓器組成的穩(wěn)壓電源。該集成電路具有負(fù)載能力大、移相性能好、正負(fù)半周脈沖相位值均衡性好、移相范圍寬、對(duì)同步電壓要求不嚴(yán)、有脈沖列調(diào)制輸入及脈沖封鎖控制等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際線路中有著十分廣泛的應(yīng)用。如果 cou 為負(fù)值， M 點(diǎn)就向后移，控制角，晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。 （ 1） 內(nèi)雙脈沖電路 V V6 構(gòu)成 “或 ”門，當(dāng) V V6 都導(dǎo)通時(shí)， V V8 都截止，沒有脈沖輸出，只要 V V6 有一個(gè)截止，都會(huì)使 V V8 導(dǎo)通，有脈沖輸出，第一個(gè)脈沖由本相觸發(fā)單元的 cou 對(duì)應(yīng)的控制角產(chǎn)生隔 60 的第二個(gè)脈沖是由滯后60 相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過 V6） （ 2）三相全控橋整流電路與觸發(fā)電路相連的情況 接感性負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在 ? =90 ；如果是可逆系統(tǒng)，需要在整流各逆變狀態(tài)下工作，要求脈沖的移相范圍理論上為 180 （由于考慮 ? min 和 min? ，一般為 120 ），由于鋸齒波波形兩面三刀端的非線性，因而要求鋸齒波的寬度大于 180 ，例如 240 ，此時(shí)，令 0cou ? ，調(diào)節(jié) pU 的大小使產(chǎn)生脈沖的 M 點(diǎn)移至鋸齒波 240 的中央（ 120 處），相應(yīng)于的位置。 1． 觸發(fā)電路的分析 北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 在此設(shè)計(jì)中采用雙脈沖形成環(huán)節(jié)與三相整流電路相聯(lián)接。觸發(fā)電路應(yīng)保證每個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系。為保證相控電路的正常工作，很重要的一點(diǎn)是應(yīng)保證觸發(fā)角 ? 的大小在正確的時(shí)刻向電路中的晶閘管施加有效的觸發(fā)脈沖。 關(guān) 斷：柵極間施加反壓或不加信號(hào)時(shí)， MOSFET 內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷， IGBT 關(guān)斷。 IGBT 的工作原理： 溝道，為晶體管提供基極電流， IGBT 導(dǎo)通。而電力 MOSFET 是單極型電壓驅(qū)動(dòng)器件，開關(guān)速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小且驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單。 4． 需保證同時(shí)導(dǎo)通的 2 個(gè)晶閘管均有脈沖，可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā)，另一種是雙脈沖觸發(fā)（常用）。 （ 3）同一相的上下兩個(gè)橋臂，即 VT1 與 VT4， VT3 與 VY6， VT5北京化工大學(xué) 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 與 VT2，脈沖相差 180。 2． 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求： （ 1）按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的順序，相位依次差 60。此外，習(xí)慣上希望晶閘管按從 1 到 6 的順序?qū)?，為此將晶閘管按圖示的順序編號(hào)，即共陰極組中與 abc三相電 源接的 3個(gè)晶閘管分別為 VT4 VT6 VT2。為了減小直流脈動(dòng)，選用三相橋式全控整流電路。即 VUU RM 3001203232 2 ?????? 晶閘管承受的最大正向電壓是線電壓的一半，即 VUU FM 15012032213221 2 ???????? 考慮安 全性裕量，選擇電壓裕量為 2 倍關(guān)系，電流裕量為 倍關(guān)系 所以工作的晶閘管的額定容量參數(shù)選擇為： AAI VVUV T NV T N 6003002 ??? ??? 5． 電樞回路的平波電抗器計(jì)算： 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)保證電流連續(xù)，取此時(shí)的電流為額定電流的5 %~10%。 4． 晶閘管參數(shù)計(jì)算： 由電機(jī)的過載倍數(shù)，我們可以電動(dòng)機(jī)的過載電流，即最大電流： 9 6 0 ???? II M A X ? AIIAIIIIVTAVVTMAXMAXVT)(2???????? 又由 整流輸出電壓 VUU N O Md 220?? ，進(jìn)線的線電壓是 120V。 150~30 之間，所以由三相全橋