【正文】 求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側的電壓 U2只能在一個較小的范圍內變化，為 此必須精確計算整流變壓器次級電壓 U2。 （ 1） 系統(tǒng)組 成的結構框圖如圖 22： 圖 22 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的結構框圖 ASR轉速調節(jié)器 ACR電流調節(jié)器 TG測速發(fā)電機 TA電流互感器 UPE電力電子變換器 Un*轉速給定電壓 Un轉速反饋電壓 Ui*電流給定電壓 Ui電流反饋電壓 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉速和電流兩個調節(jié)器一般都采用 PI調節(jié)器，這樣構成雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的電路原理圖如上圖所示。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內環(huán)；轉速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。二者之間實行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。這是就要考慮采用轉速、電流雙環(huán)控制的直流調速系統(tǒng)。采用 PI 調節(jié)的單個轉速閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提實現(xiàn)轉速無靜差。 表 1 運算關系 電路結構確定后既要進行晶閘管的型號選擇：一般取晶閘管的額定電壓為 Um、額定電流大于 2 倍的電動機額定電流 IN確定。 當晶閘管的陽極和陰極之間承受反向電壓并且門極不管加不加觸發(fā)信號晶閘管關斷。整流的過程中 ,采用三相橋式全控整流電路。 在生產實際中，還需要考慮具體生產機械的特殊情況，進行補充和靈活運用。 （ 2）允許短時過載能力。 （ 3）校核預選電動機。這是決定電動機額定功率的依據(jù)。 電動機額定功率的選用 額定功率的選用考慮電動機的發(fā)熱、過載能力及起動能力三個方面。 （ 2）電動機經(jīng)常起動、制動及反轉，此時除考慮初期投資外，主要根據(jù)過渡過程能量損耗為最小的條件來選擇電動機的額定轉速。 電動機額定轉速的選用 一般可分為下列三種情況： （ 1）電動機連續(xù)工作，很少起動、制動或反轉。一般中、小型交流電動機額定電壓為 220/380V 或 380/660V。 轉速 .電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理圖 11如下 :. 圖 11 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理 框圖 本設計采用三相全控橋整流電路，在直流側串有平波電抗器，該電路能為電動機負載提供穩(wěn)定可靠的電源，利用控制角的大小可有效的調節(jié)轉速，并在直流交流側安置了保護裝置，保證各元器件能安全的工作， 同時由于使用了閉環(huán)控制，使得整個調速系統(tǒng)具有很好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。另一方面，在一個調節(jié)器輸出端綜合幾個信號，各個參數(shù)互相調節(jié)比較困難。但是由于電流截止負反饋限制了最大電流，加上電動機反電勢隨著轉速的上升而增加，使電流 到達最大值后迅速降下來，這樣，電動機的轉距也減小了，使起動加速過程變慢，起動（調整時間 ts）的時間就比較長。又采用電流截止負載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動時的最大電流。 負載電機額定數(shù)據(jù)： PN=90KW， UN=440V， IN=220A， nN=1800r/min， Ra=Ω，λ =。為了克服這一缺點就應用轉速，電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過渡時間，所以就希望能夠充分利用晶閘管元件和電動機所允許的 過載能力，使起動的電流保護在最大允許值上，電動機輸出最大轉矩，從而轉速可直線迅速上升，使過渡過程的時間大大的縮短。這對一般的要求不太高的調速系統(tǒng)，基本上已經(jīng)能滿足要求。 內容摘要 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)即速度和電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)，是由單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)發(fā)展起來的，調速系統(tǒng)使用比例積分調節(jié)器，可以實現(xiàn)轉速的無靜差調速。又采用電流截止負載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動時的最大電流。但是由于電流截止負反饋限制了最大電流，加上電動機反電勢隨著轉速的上升而增加，使電流到達最大值后迅速降下來，這樣，電動機的轉矩也減小了，使起動加速過程變慢，起動的時間久比較長。另一方面，在一個調節(jié)器的輸出端綜合幾個信號，各個參數(shù)互相調節(jié)比較困難。 關鍵詞：雙閉環(huán) 直流調速系統(tǒng) MATLAB 第一章 設計任務書 一．題目： VM 雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng)設計 二．技術要求 1．該調速系統(tǒng)能進行平滑的速度調節(jié)，負載電機不可逆運行，具有較寬的調速范圍（ D≥ 10），系統(tǒng)在工作 范圍內能穩(wěn)定工作 2．系統(tǒng)靜特性良好，無靜差（靜差率 s≤ ） 3．動態(tài)性能指標：轉速超調量δ n＜ 8%，電流超調量δ i＜ 5%，動態(tài) Δ n≤ 810%，調速系統(tǒng)的過渡過程時間（調節(jié)時間） ts≤ 1s 4．系統(tǒng)在 5%負載以上變化的運行范圍內電流連續(xù) 5．調速系統(tǒng)中設置有過電壓、過電流等保護，并且有制動措施 三．設計內容 1．根據(jù)題目的技術要求，分析論證并確定主電路的結構型式和閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖 2．調速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護電 路等） 3．驅動控制電路的選型設計（模擬觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路、數(shù)字觸發(fā)器電路 均可） 4．動態(tài)設計計算：根據(jù)技術要求，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，確定 ASR 調節(jié) 與 ACR 調節(jié)器的結構型式及進行參數(shù)計算，使調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿 足動態(tài)性能指標的要求 5． 繪制 VM雙閉環(huán)直流不可逆調速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計算機繪圖） 6．整理設計數(shù)據(jù)資料，課程設計總結，撰寫設計計算說明書 四．技術數(shù)據(jù) 晶閘管整流裝置： Rrec= Ω， Ks=4548。系統(tǒng)主電路： R∑ =， Tm= 第二章 設計方案的選擇 速度和電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)（雙環(huán)），是由單閉環(huán)直流調速系統(tǒng)發(fā)展起來的，調速系統(tǒng)使用比例積分調 節(jié)器，可以實現(xiàn)轉速的無靜差調速。這對一般 的要求不太高的調速系統(tǒng)，基本上已能滿足要求。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過渡時間，所以希望能夠充分利用晶閘管元件和電動機所允許的過載能力，使起動的電流保護在最大允許值上，電動機輸出最大轉矩，從而轉速可直線迅速上升，使過渡過程的時間大大縮短。為了克服這一缺點就應用轉速，電流雙環(huán)直流調速系統(tǒng)。 第三章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成 電動機型式的確定 電動機電壓等級的選用 電動機電壓等級要與工廠企業(yè)或車間的供電電壓一致。當電動機由晶閘管整 流裝置直接供電時，為配合不同的整流電路聯(lián)結，新改型直流電動機還增設了 160V（配合單相全波整流）及 440V（配合三相橋式整流）等新的電壓等級。對幾個不同的額定轉速進行全面比較，最后確定電動機的額定轉速。 （ 3）電動機經(jīng)常起動、制動及反轉，主要根據(jù)過渡過程持續(xù)時 間為最短的條件來選擇 電動機的額定轉速。電動機額定功率的選擇一般可分為三步： （ 1）計算負載功率 PL。 （ 2）根據(jù)負載功率，預選電動機的額定功率 PN≥ PL，盡量接近 PL。 電動機的額定功率 決定電動機功率的主要因素有三個： （ 1）電動機的發(fā)熱與溫升，這是決定電動機功率的最主要因素。 （ 3）對于籠型交流電動機還要考慮起動 能力。 電動機的選型 型號： Z418042 額定轉速： 3000r/min 額定功率： 90KW 電壓：電樞 220V 激磁： 220V 電樞電流： 221A 慣量矩： 重量： 410Kg 晶閘管結構型式的確定 晶閘管整流是把交流變直流?？煽卣鞯脑恚寒斁чl管的陽極和陰極之間承正向電壓并且門極加觸發(fā)信號晶閘管導通，并且去掉門極的觸發(fā)信號晶閘管依然導通。 根據(jù)電動機的額定電壓的不同，確定整流變壓器的輸出電壓和可控整流電路的結構形式，一般情況，當控制角