【正文】 的方向，因此電流反饋一般用直流電流互感器或霍爾電流檢測器，在電樞端取電流信號。平波電抗器 用于減小電動機電樞電流的脈動，減小電樞電流的斷續(xù)區(qū)，改善電動機的機械特性。圖中，主電路由兩組三相橋式晶閘管全控型整流器反并聯(lián)組成，并共用同一路三相電壓。 如果反組的控制用逆變角表示，則 由此可見，按照上式來控制就可以消除直流平均環(huán)流，這稱作 a 配合控制。于是 且 其中和分別為VF和VR的控制角。這里，主要分析靜態(tài)環(huán)流的形成原因，并討論其控制方法和抑制措施。瞬時脈動環(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，瞬時電壓差仍會產(chǎn)生脈動的環(huán)流，稱作瞬時脈動環(huán)流。利用：只要合理的對環(huán)流進行控制，保證晶閘管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負載電流，使電動機在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。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出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流，如圖25所示。 b β—電流反饋系數(shù)=β配合控制的有環(huán)流V—M可逆調(diào)速系統(tǒng) 圖24 三相橋式反并聯(lián)電樞可逆線路 兩組晶閘管由同一個交流電源供電，由兩套觸發(fā)器控制，當正組晶閘管裝置VF供電時，電動機正轉(zhuǎn)；當反組晶閘管裝置VR供電時，電動機反轉(zhuǎn)。由于調(diào)速系統(tǒng)的主要被控量是轉(zhuǎn)速, 故把轉(zhuǎn)速負反饋組成的環(huán)作為外環(huán), 以保證電動機的轉(zhuǎn)速準確跟隨給定電壓, 把由電流負反饋組成的環(huán)作為內(nèi)環(huán), 把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE，這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。兩者之間實行嵌套連接，且都帶有輸出限幅電路。 在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值以后，靠強烈的負反饋作用限制電流的沖擊，并不能很理想地控制電流的動態(tài)波形。5．繪制α=β配合控制的有環(huán)流VM可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖。3．控制電路的設(shè)計（電流調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流反饋、轉(zhuǎn)速反饋以及轉(zhuǎn)速微分負反饋的加入）。 配合控制消除平均直流環(huán)流的原則是正組整流裝置處于整流狀態(tài)，即為正時，強迫使反組工作在逆變狀態(tài)，即為負，且幅值與相等，使逆變電壓把整流電壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要可逆運行時經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。 有許多生產(chǎn)機械要求電動機既能正轉(zhuǎn)，又能反轉(zhuǎn)，而且常常還需要快速地起動和制動，這就需要電力拖動系統(tǒng)具有四象限運行的特性，也就是說，需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。由于VM系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、動態(tài)性能好、效率高、易控制等優(yōu)點，且已比較成熟，因此已在世界各主要工業(yè)國得到普遍應用。由晶閘管變流裝置直接給直流電動機供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)，簡稱VM系統(tǒng)，又稱為靜止的Wardleonard系統(tǒng)。關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)；α=β；有環(huán)流；可逆調(diào)速 目錄摘要 1目錄 2第1章 設(shè)計要求 3 4 4 5 5第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計 6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 6=β配合控制的有環(huán)流V—M可逆調(diào)速系統(tǒng) 7第3章 主回路設(shè)計 13 主回路參數(shù)計算及元器件選擇（一） 13 13. 整流元件晶閘管的選型 14 15（二） 15 15 18 19 22第4章 控制回路設(shè)計 23 電流環(huán)設(shè)計 23 27 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 27 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制——轉(zhuǎn)速微分負反饋 31 33 電流反饋 33 34第5章 輔助回路設(shè)計 34 34 35 36 38 操作回路 38設(shè)計感想 39致謝 40參考文獻 41第1章 設(shè)計要求設(shè)計題目：采用α=β配合控制的有環(huán)流V—M可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計要求：動態(tài)性能指標：電流環(huán)超調(diào)量 ； 空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速超調(diào)量 。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，稱做外環(huán)。接著控制電路的設(shè)計包括電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計以及反饋回路（電流反饋、轉(zhuǎn)速反饋）的設(shè)計。本文首先確定整個設(shè)計的方案和框圖?；谠O(shè)計題目，直流電動機調(diào)速控制器選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路。 摘要轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)晶閘管的特性，通過調(diào)節(jié)控制角α大小來調(diào)節(jié)電壓。在設(shè)計中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。然后確定主電路的結(jié)構(gòu)形式和各元部件的設(shè)計包括觸發(fā)電路和勵磁回路的設(shè)計，同時對其參數(shù)的計算，包括整流變壓器、晶閘管、電抗器和保護電路的參數(shù)計算。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行嵌套聯(lián)接。先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計各元部件，并對其參數(shù)的計算，包括給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、檢測電路、觸發(fā)電路和穩(wěn)壓電路的參數(shù)計算,最后畫出了調(diào)速控制電路電氣原理圖。參數(shù)：第三組：直流電動機型號Z2101額定容量（KW）額定電壓（V)220額定電流（A)最大電流（A)額定轉(zhuǎn)速（rmp)1500額定勵磁電壓 220V電動機電樞電阻電動機電樞電感其它參數(shù)名稱數(shù)值整流側(cè)內(nèi)阻整流變壓器漏感電抗器直流電阻電抗器電感20世紀50年代末，晶閘管（大功率半導體器件）變流裝置的出現(xiàn)，使變流技術(shù)產(chǎn)生了根本性的變革，開始進入晶閘管時代。這種系統(tǒng)已成為直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。圖中V是晶閘管變流裝置，可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來移動觸發(fā)脈沖的相位，以改變整流電壓Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。 晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)（VM系統(tǒng)） 但是，晶閘管還存在以下問題：（1）由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難；（2） 由于晶閘管元件的過載能力小，不僅要限制過電流和反向過電壓，而且還要限制電壓變化率（du/dt）和電流變化率(di/dt)，因此必須有可靠的保護裝置和符合要求的散熱條件；（3） 當系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，即在較低速下運行時，晶閘管的導通角小，使得系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓波形畸變，對電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響；（4） 由于整流電路的脈波數(shù)比直流電動機每對極下的換向片數(shù)要小得多，因此，VM系統(tǒng)的電流脈動很嚴重。較大功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用晶閘管電動機系統(tǒng)。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出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。1． α=β配合控制的有環(huán)流VM可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的研究2．調(diào)速系統(tǒng)主電路參數(shù)計算及元件的確定（包括有整流變壓器、晶閘管、平波電抗器以及各保護電路等）。4．輔助電路設(shè)計（限幅電路、反向器、直流穩(wěn)壓電源、給定以及操作回路）。第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。nId nIdlt0Idl a) 帶電流截止負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) b) 理想的快速起動過程圖21 調(diào)速系統(tǒng)啟動過程的電流和轉(zhuǎn)速波形為實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別作用，直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器, 即轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器(ASR)和電流調(diào)節(jié)器