【正文】 求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓 U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為 此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓 U2。 （ 1） 系統(tǒng)組 成的結(jié)構(gòu)框圖如圖 22： 圖 22 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR電流調(diào)節(jié)器 TG測(cè)速發(fā)電機(jī) TA電流互感器 UPE電力電子變換器 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 為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用 PI調(diào)節(jié)器，這樣構(gòu)成雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖如上圖所示。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。二者之間實(shí)行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用 PI 調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。 表 1 運(yùn)算關(guān)系 電路結(jié)構(gòu)確定后既要進(jìn)行晶閘管的型號(hào)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(dòng)機(jī)額定電流 IN確定。 當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間承受反向電壓并且門(mén)極不管加不加觸發(fā)信號(hào)晶閘管關(guān)斷。整流的過(guò)程中 ,采用三相橋式全控整流電路。 在生產(chǎn)實(shí)際中，還需要考慮具體生產(chǎn)機(jī)械的特殊情況，進(jìn)行補(bǔ)充和靈活運(yùn)用。 （ 2）允許短時(shí)過(guò)載能力。 （ 3）校核預(yù)選電動(dòng)機(jī)。這是決定電動(dòng)機(jī)額定功率的依據(jù)。 電動(dòng)機(jī)額定功率的選用 額定功率的選用考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力及起動(dòng)能力三個(gè)方面。 （ 2）電動(dòng)機(jī)經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)，此時(shí)除考慮初期投資外，主要根據(jù)過(guò)渡過(guò)程能量損耗為最小的條件來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選用 一般可分為下列三種情況： （ 1）電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作，很少起動(dòng)、制動(dòng)或反轉(zhuǎn)。一般中、小型交流電動(dòng)機(jī)額定電壓為 220/380V 或 380/660V。 轉(zhuǎn)速 .電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖 11如下 :. 圖 11 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理 框圖 本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，在直流側(cè)串有平波電抗器，該電路能為電動(dòng)機(jī)負(fù)載提供穩(wěn)定可靠的電源，利用控制角的大小可有效的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，并在直流交流側(cè)安置了保護(hù)裝置，保證各元器件能安全的工作， 同時(shí)由于使用了閉環(huán)控制，使得整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)具有很好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。另一方面，在一個(gè)調(diào)節(jié)器輸出端綜合幾個(gè)信號(hào)，各個(gè)參數(shù)互相調(diào)節(jié)比較困難。但是由于電流截止負(fù)反饋限制了最大電流，加上電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加，使電流 到達(dá)最大值后迅速降下來(lái)，這樣，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距也減小了，使起動(dòng)加速過(guò)程變慢，起動(dòng)（調(diào)整時(shí)間 ts）的時(shí)間就比較長(zhǎng)。又采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動(dòng)時(shí)的最大電流。 負(fù)載電機(jī)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(diǎn)就應(yīng)用轉(zhuǎn)速，電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中為了盡快縮短過(guò)渡時(shí)間，所以就希望能夠充分利用晶閘管元件和電動(dòng)機(jī)所允許的 過(guò)載能力，使起動(dòng)的電流保護(hù)在最大允許值上，電動(dòng)機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)速可直線迅速上升，使過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間大大的縮短。這對(duì)一般的要求不太高的調(diào)速系統(tǒng)，基本上已經(jīng)能滿足要求。 內(nèi)容摘要 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)即速度和電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，是由單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，調(diào)速系統(tǒng)使用比例積分調(diào)節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差調(diào)速。又采用電流截止負(fù)載環(huán)節(jié)，限制了起（制）動(dòng)時(shí)的最大電流。但是由于電流截止負(fù)反饋限制了最大電流，加上電動(dòng)機(jī)反電勢(shì)隨著轉(zhuǎn)速的上升而增加，使電流到達(dá)最大值后迅速降下來(lái)，這樣，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩也減小了，使起動(dòng)加速過(guò)程變慢，起動(dòng)的時(shí)間久比較長(zhǎng)。另一方面，在一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出端綜合幾個(gè)信號(hào)，各個(gè)參數(shù)互相調(diào)節(jié)比較困難。 關(guān)鍵詞：雙閉環(huán) 直流調(diào)速系統(tǒng) MATLAB 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 一．題目： VM 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二．技術(shù)要求 1．該調(diào)速系統(tǒng)能進(jìn)行平滑的速度調(diào)節(jié)，負(fù)載電機(jī)不可逆運(yùn)行，具有較寬的調(diào)速范圍（ D≥ 10），系統(tǒng)在工作 范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作 2．系統(tǒng)靜特性良好，無(wú)靜差（靜差率 s≤ ） 3．動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量δ n＜ 8%，電流超調(diào)量δ i＜ 5%，動(dòng)態(tài) Δ n≤ 810%，調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間（調(diào)節(jié)時(shí)間） ts≤ 1s 4．系統(tǒng)在 5%負(fù)載以上變化的運(yùn)行范圍內(nèi)電流連續(xù) 5．調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置有過(guò)電壓、過(guò)電流等保護(hù)，并且有制動(dòng)措施 三．設(shè)計(jì)內(nèi)容 1．根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫(huà)出系統(tǒng)組成的原理框圖 2．調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護(hù)電 路等） 3．驅(qū)動(dòng)控制電路的選型設(shè)計(jì)（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(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)技術(shù)要求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正，確定 ASR 調(diào)節(jié) 與 ACR 調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿 足動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求 5． 繪制 VM雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計(jì)算機(jī)繪圖） 6．整理設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計(jì)總結(jié)，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 四．技術(shù)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(shè)計(jì)方案的選擇 速度和電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)（雙環(huán)），是由單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展起來(lái)的，調(diào)速系統(tǒng)使用比例積分調(diào) 節(jié)器，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差調(diào)速。這對(duì)一般 的要求不太高的調(diào)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(guò)渡時(shí)間，所以希望能夠充分利用晶閘管元件和電動(dòng)機(jī)所允許的過(guò)載能力，使起動(dòng)的電流保護(hù)在最大允許值上，電動(dòng)機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)速可直線迅速上升，使過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間大大縮短。為了克服這一缺點(diǎn)就應(yīng)用轉(zhuǎn)速，電流雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。 第三章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成 電動(dòng)機(jī)型式的確定 電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)的選用 電動(dòng)機(jī)電壓等級(jí)要與工廠企業(yè)或車間的供電電壓一致。當(dāng)電動(dòng)機(jī)由晶閘管整 流裝置直接供電時(shí)，為配合不同的整流電路聯(lián)結(jié)，新改型直流電動(dòng)機(jī)還增設(shè)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(jí)。對(duì)幾個(gè)不同的額定轉(zhuǎn)速進(jìn)行全面比較，最后確定電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 （ 3）電動(dòng)機(jī)經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)，主要根據(jù)過(guò)渡過(guò)程持續(xù)時(shí) 間為最短的條件來(lái)選擇 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇一般可分為三步： （ 1）計(jì)算負(fù)載功率 PL。 （ 2）根據(jù)負(fù)載功率，預(yù)選電動(dòng)機(jī)的額定功率 PN≥ PL，盡量接近 PL。 電動(dòng)機(jī)的額定功率 決定電動(dòng)機(jī)功率的主要因素有三個(gè)： （ 1）電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與溫升，這是決定電動(dòng)機(jī)功率的最主要因素。 （ 3）對(duì)于籠型交流電動(dòng)機(jī)還要考慮起動(dòng) 能力。 電動(dòng)機(jī)的選型 型號(hào)： Z418042 額定轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)型式的確定 晶閘管整流是把交流變直流?？煽卣鞯脑恚寒?dāng)晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間承正向電壓并且門(mén)極加觸發(fā)信號(hào)晶閘管導(dǎo)通，并且去掉門(mén)極的觸發(fā)信號(hào)晶閘管依然導(dǎo)通。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)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(jié)構(gòu)形式，一般情況，當(dāng)控制角