【正文】 速發(fā)電機(jī)， TA— 電流互感器， AR— 反相器， GTF— 正組晶閘管脈沖移相觸發(fā)裝置 ， GTR—反組晶閘管脈沖移相觸發(fā)裝置 ， VF— 正組晶閘管， VR— 反組晶閘管， tfL — 平波電抗器， Un*— 轉(zhuǎn)速給定電壓， Un— 轉(zhuǎn)速反饋電壓 ， Ui*— 電流給定電壓， Ui— 電流反饋電壓 ， Uu— 端電壓給定電壓， Uu— 端電壓反饋電壓 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但與邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)相比，切換特性較差，在某些切換條件下的切換死區(qū)較大。 1） 抑制電流斷續(xù)等非線性因素的影響，提高系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)性能。在錯(cuò)位 無(wú)環(huán)流系統(tǒng)中增設(shè)了電壓內(nèi)環(huán)。 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 如圖 23 主電路采用兩組三相橋式晶閘管裝置反并聯(lián)可逆線路， 控制電路采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，其中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動(dòng)電流；電流調(diào)節(jié)器 ACR 控制電流，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最小控制角 αmin 與最小逆變角 βmin。在錯(cuò)位控制的無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)中，同樣采用配合控制的觸發(fā)移相方法，但兩組脈沖的關(guān)系是 orf 300???? ，甚至是orf 360???? ，也就是說(shuō)初始相位整定在 oorf 1 8 01 5 0 或?? ?? 。 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng) 靜態(tài)環(huán)流的錯(cuò)位消除原理 采用配合控制的原理，當(dāng)一組晶閘管裝置整流時(shí)，讓另一組處于待逆變狀態(tài)，而 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 8 且兩組觸發(fā)脈沖的零位錯(cuò)開的比較遠(yuǎn)，避免了瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流產(chǎn)生的可能性，這就是錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)。 瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流 兩組晶閘管輸出的直流平均電壓差為零，但因電壓波形不同，瞬時(shí)電壓差仍會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)的環(huán)流，稱作瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。一般情況，這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，徒然加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率，環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞，因此應(yīng)該予以抑制或消除 。 表 VM 系統(tǒng)反并聯(lián)可逆線路的工作狀態(tài) VM 系統(tǒng)的工作狀態(tài) 正向運(yùn)行 正向制動(dòng) 反向 運(yùn)行 反向制動(dòng) 電樞端電壓極性 + + — — 電樞電流極性 + — — + 電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向 + + — — 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài) 電動(dòng) 回饋發(fā)電 電動(dòng) 回饋發(fā)電 晶閘管工作的組別和狀態(tài) 正組整流 反組逆變 反組整流 正組逆變 機(jī)械特性所在象限 限 一 二 三 四 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 7 環(huán)流的介紹 環(huán)流的定義 采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可 逆 VM 系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。但在一般情況下不允許讓兩組晶閘管同時(shí)處于整流狀態(tài)，否則將造成電源短路。由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要可逆運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要采用倆組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路，如圖 21，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，由正組晶閘管 VF 供電；反轉(zhuǎn)時(shí)，由反組晶閘管 VR 供電。第七章為設(shè)計(jì)的結(jié)束語(yǔ) 。最后在 MATLAB 中對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)仿真模擬，得出仿真結(jié)果與理論值進(jìn)行比較。主要針對(duì)主電路和控制電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。 Simulink 的概念性仿真模塊允許用戶在一個(gè)框架下對(duì)含有控制環(huán)節(jié)、機(jī)械環(huán)節(jié)和電子電機(jī)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)進(jìn)行建模與仿真，這是目前其他計(jì)算機(jī)語(yǔ)言無(wú)法做到的。 MATLAB 語(yǔ)言是當(dāng)前國(guó)際上自動(dòng)控制領(lǐng)域的首選計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。 隨著計(jì)算機(jī)仿真與技術(shù)的發(fā)展，目前各個(gè)科學(xué)與工程領(lǐng)域均已開展了仿真技術(shù)的研究。它是分析評(píng)價(jià)現(xiàn)有系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)或設(shè)計(jì)優(yōu)化未來(lái)系統(tǒng)性能與功能的一種技術(shù)手段，在工程設(shè)計(jì)、航空航天、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)管理、生態(tài)環(huán)境、通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)集成等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 計(jì)算機(jī)仿真是指以計(jì)算機(jī)為主要工具，運(yùn)行真實(shí)系統(tǒng)或預(yù)研系統(tǒng)的仿真模型。它們之間的原則性區(qū)別在于初始相位的整定不同。例如，為避免電源電壓波動(dòng)造成逆變顛覆現(xiàn)象 ，最好是 在電流調(diào)節(jié)器上設(shè)置活動(dòng)限幅，當(dāng)電源電 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 4 壓降低時(shí)，限幅值亦隨之下降。因此錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng)通常用于系統(tǒng)容量較小而且對(duì)切換品質(zhì)要求不高的場(chǎng)合。 邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)目前生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛的 可逆系統(tǒng)， 但是應(yīng)用到電氣元件較多 ,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 ,當(dāng)一組晶閘管工作時(shí)，用邏輯電路封鎖另一組晶閘管的觸發(fā)脈沖，使它完全處于阻斷狀態(tài)，確保兩組晶閘管不同時(shí) 工作，從根本上切斷了環(huán)流的通路，這就是邏輯控制的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng) .而錯(cuò)位無(wú)環(huán)流系統(tǒng) 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 調(diào)整方便，但與邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)相比，切換特性較差，在某些切換條件下的切換死區(qū)較大。因此，當(dāng)工藝過(guò)程對(duì)系統(tǒng)過(guò)度特性的平滑性要求不高時(shí)，特別是對(duì)于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的無(wú)環(huán)流可逆系統(tǒng)。這樣的環(huán)流對(duì)負(fù)載無(wú)益，只會(huì)加重晶閘管和變壓器的負(fù)擔(dān)，消耗功率。 錯(cuò)位 無(wú)環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 許多生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速的啟動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，也就是需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。因此，還是應(yīng)該首先很好地掌握直流拖動(dòng) 控制系統(tǒng)。近年來(lái)，高性能交流調(diào)速技術(shù) 發(fā)展 很快，交流調(diào)速系統(tǒng)正逐步取代直流調(diào)速系統(tǒng)。 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展概況 長(zhǎng)期以來(lái)，直流電機(jī)由于其良好的起、制動(dòng)性能和調(diào)速性能，在電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位，雖然近年來(lái)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制技術(shù)發(fā)展很快，但就反饋閉環(huán)控制的機(jī)理來(lái)說(shuō)，直流電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)與控制理論和實(shí)現(xiàn)都是交流電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制的基礎(chǔ)，從根本上說(shuō)，由于直流電動(dòng)機(jī)電樞和磁場(chǎng)能獨(dú)立進(jìn)行 激勵(lì)，而且轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩的描述是對(duì)可控電壓（或電流）激勵(lì)的線性函數(shù)，因此，容易實(shí)現(xiàn)各種直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，也容易實(shí)現(xiàn)對(duì)控制目標(biāo)的 “ 最佳化 ” ，這也是直流機(jī)長(zhǎng)期主導(dǎo)傳動(dòng)領(lǐng)域的原因。由單機(jī)自動(dòng)化本身高層次的發(fā)展，擴(kuò)展到生產(chǎn)過(guò)程與管理的自動(dòng)化。電力拖動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展，亦按著從低級(jí)到高級(jí)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的一般規(guī)律 。電動(dòng)機(jī)及其供電電源的作用是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化成所需要的運(yùn)動(dòng)形式并進(jìn)行傳遞與分配；執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成生產(chǎn)工藝任務(wù)的；電氣控制裝置是控制系統(tǒng)按著生產(chǎn)工藝的要求來(lái)動(dòng)作，并對(duì)系統(tǒng)起保護(hù)作用或進(jìn)行更高層次的自動(dòng)化控制。電力拖動(dòng)系統(tǒng)為電氣與機(jī)械綜合的系統(tǒng)。 直流傳動(dòng)系統(tǒng)概述 電力拖動(dòng)的基本概述 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，大多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械都采用電力拖動(dòng)。因此，直流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用研究有實(shí)際意義在工程實(shí)踐中，有許多生產(chǎn)機(jī)械要求在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行速度的平滑調(diào)節(jié) 并且要求有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。當(dāng)工藝過(guò)程對(duì)系統(tǒng)正反轉(zhuǎn)的平滑過(guò)渡特性要求不是很高時(shí)，特別是對(duì)于大容量的系統(tǒng)，常采用既沒有直流平均環(huán)流又沒有瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流的無(wú)環(huán)流控制可逆系統(tǒng)。從生產(chǎn)機(jī)械要求控制的物理量來(lái)看，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)有調(diào)速系統(tǒng)，位置隨動(dòng)系統(tǒng)，張力控制系統(tǒng)，多電動(dòng)機(jī)同步控制系統(tǒng)等多種類 型，而各種系統(tǒng)往往都通過(guò)控制轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因而調(diào)速系統(tǒng)是最基本的拖動(dòng)控制系統(tǒng)。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起制動(dòng)性能，易于在廣泛范圍內(nèi)平滑調(diào)速，在需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于它 具有良好的線性調(diào)速特性，簡(jiǎn)單的控制性能，高效率，優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性，現(xiàn)在仍是大多數(shù)調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)選擇。 3 inhibition of various nonlinear factors adverse effect on system dynamic quality This paper discusses the control method of DC motor speed control system, the application of Matlab simulation to design the DC motor speed control system of dislocation free circulation. Keywords: DC motor； Dislocation free circulation； Matlab 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）用紙 V 目 錄 1 緒論 ......................................................................................................................................1 選題的目的及意義 .....................................................................................................1 直流傳動(dòng)系統(tǒng)概述 .....................................................................................................1 電力拖動(dòng)的基本概述 .......................................................................................1 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展概況 ...........................................................................2 錯(cuò)位無(wú)環(huán)流 調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ..............................................................................3 控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真 ................................................................................4 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 ............................................................................................................4 論文的結(jié)構(gòu) .................................................................................................................5 2 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理 ..............................................................................6 可逆調(diào)速系統(tǒng)的原理 .................................................................................................6 環(huán)流的介紹 ................................................................................................................7 環(huán)流的定義 ......................................................................................................7 環(huán)流的分類 ......................................................................................................7 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng) ................................................................................................7 靜態(tài)環(huán)流的錯(cuò)位消除原理 ...............................................................................7 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ..........................................................................8 錯(cuò)位控制無(wú)環(huán)流系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) ......................................................................9 3 主電路的參數(shù)計(jì)算與保護(hù)設(shè)計(jì) ........................................................................................10 主電路設(shè)計(jì)及參數(shù)的選擇 .......................................................................................10 主電路設(shè)計(jì) .....................................................................................................10 晶閘管的選擇 ............................