【正文】 設(shè)計(jì)好的飽和狀態(tài)，因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只需考慮轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和和不飽和兩種情況。一般有兩種狀態(tài)：飽和——輸出達(dá)限幅值；不飽和——輸出未達(dá)限幅值。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖α—為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；β—為電流反饋系數(shù) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性仍然表示系統(tǒng)轉(zhuǎn)速n與電流Id或轉(zhuǎn)矩Te的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，即系統(tǒng)達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)n=f(Id)或n=f(Te)。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及其靜特性 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖[8]。 系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器輸入、輸出電壓極性的確定在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，要構(gòu)成轉(zhuǎn)速、電流負(fù)反饋閉環(huán)，就必須使ASR、ACR的輸入信號(hào)Un與Ufn,Ui與Ufi的極性相反，怎樣確定這些信號(hào)的極性呢？在實(shí)際組成雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，要正確的確定上述信號(hào)的極性，必須首先考慮晶閘管觸發(fā)電路的移相特性要求，并決定ACR輸出電壓Uc的極性，然后根據(jù)ACR和ASR輸入端的具體接法（是同相輸入還是反相輸入）確定Ui和Un的極性，最后按照負(fù)反饋要求確定Ufi和Ufn的極性。調(diào)節(jié)器鎖零可以采用場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)實(shí)現(xiàn)。必須注意，對(duì)于可逆調(diào)速系統(tǒng)，Un=0, Ufn≠0時(shí)，調(diào)節(jié)器不能鎖零，以保證調(diào)節(jié)器對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)停車控制。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)：Un=Ufn≠0，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。停車時(shí)：Un=Ufn=0, 調(diào)節(jié)器鎖零,無(wú)輸出信號(hào)。（1） 系統(tǒng)處于停車狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)器必須鎖零；（2） 系統(tǒng)接到啟動(dòng)指令或正常運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)器鎖零立即解除并正常工作。系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器鎖零是由零速鎖零電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 調(diào)節(jié)器鎖零為使調(diào)速系統(tǒng)消除靜差，并改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)，在系統(tǒng)中引入PI調(diào)節(jié)器作為矯正環(huán)節(jié)。而ACR的輸出電壓限幅值Ucm，表示對(duì)最小α角的限制，也表示對(duì)晶閘管整流輸出電壓的限制。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)器一般都采用具有輸入、輸出限幅電路的PI調(diào)節(jié)器[4]，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負(fù)反饋環(huán)。ASR與ACR之間實(shí)現(xiàn)串級(jí)調(diào)節(jié)，即以ASR的輸出電壓Ui作為電流調(diào)節(jié)器的電流給定信號(hào)，再用ACR的輸出電壓Uc作為晶閘管觸發(fā)電路的移相控制電壓。為了獲得近似的理想的過(guò)度過(guò)程，并克服幾個(gè)信號(hào)綜合于一個(gè)調(diào)節(jié)器輸入端的缺點(diǎn)，最好的辦法就是將主要的被調(diào)量轉(zhuǎn)速與輔助被調(diào)量分開(kāi)加以控制，用兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，構(gòu)成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。一般而言，在這種情況下，調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)參數(shù)無(wú)法保證兩種調(diào)節(jié)過(guò)程同時(shí)具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)還存在以下問(wèn)題：（1） 在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中用一個(gè)調(diào)節(jié)器綜合多種信號(hào)，各參數(shù)間相互影響，難于進(jìn)行調(diào)節(jié)器動(dòng)態(tài)參數(shù)的調(diào)整，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能不夠好。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，具有以下具體特征，也就是反饋控制的基本規(guī)律：（1） 應(yīng)用比例調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)系統(tǒng)是有靜差的；（2） 單閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)于給定輸入絕對(duì)服從；（3） 單閉環(huán)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗擾性能。按上述工作原理在每條開(kāi)環(huán)機(jī)械特性上取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)，再將這些點(diǎn)集合起來(lái) ，就是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性，也就是說(shuō)，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性實(shí)際上是由許多機(jī)械特性上的不同運(yùn)行點(diǎn)集合而成，可視為一條綜合的特性直線，它代表閉環(huán)調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。設(shè)電動(dòng)機(jī)在Ud1決定的特性上的點(diǎn)1處以轉(zhuǎn)速n1穩(wěn)定運(yùn)行，這時(shí)負(fù)載電流Id=Id1，控制電壓Uc=Uc1,整流平均電壓Ud=Ud1,當(dāng)電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL加大時(shí)有如下自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程,整流電壓平均值的增量△Ud=Ud2Ud1,用與補(bǔ)償電阻牙降增量△IdR=(Id2Id1)R中的很大部分，使轉(zhuǎn)速最后穩(wěn)定在Ud2決定的特性上的點(diǎn)2處，顯然n2略小于n1。而前述轉(zhuǎn)速降落正是由負(fù)載引起的轉(zhuǎn)速偏差，因此閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)該能大大減小轉(zhuǎn)速降落。根據(jù)自動(dòng)控制原理，反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進(jìn)行控制的系統(tǒng)。用轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，例如在電動(dòng)機(jī)上安裝一臺(tái)測(cè)速發(fā)電機(jī)TG，檢測(cè)出輸出量或被調(diào)量n的大小和極性，并把它變換成與轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Ufn，與轉(zhuǎn)速給定電壓Un相比較后，得到偏差電壓△Un，經(jīng)放大產(chǎn)生觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc，用以控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。許多需要無(wú)級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，常常不允許有很大的靜差率。 晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)（VM系統(tǒng)）但是，晶閘管還存在以下問(wèn)題：（1）由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難； （2） 由于晶閘管元件的過(guò)載能力小，不僅要限制過(guò)電流和反向過(guò)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(hù)裝置和符合要求的散熱條件；（3） 當(dāng)系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，即在較低速下運(yùn)行時(shí)，晶閘管的導(dǎo)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(duì)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(dòng)機(jī)每對(duì)極下的換向片數(shù)要小得多，因此，VM系統(tǒng)的電流脈動(dòng)很嚴(yán)重。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(guò)調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，以改變整流電壓Ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。這種系統(tǒng)已成為直流調(diào)速系統(tǒng)的主要形式。 晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介20世紀(jì)50年代末，晶閘管（大功率半導(dǎo)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(kāi)始進(jìn)入晶閘管時(shí)代。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆VM直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文目錄摘要 I引言 II1 直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1 晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 1 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2 系統(tǒng)的組成 2 系統(tǒng)的工作原理 2 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本性質(zhì) 3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成 4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)及其靜特性 6 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析 92 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)方案確定 13 總體方案 13 電流環(huán)設(shè)計(jì)方案 14 電流調(diào)節(jié)器的工作原理 14 電流調(diào)節(jié)器的作用 14 轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計(jì)方案 15 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的工作原理 15 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用 153 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 電流環(huán)的設(shè)計(jì) 16 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 184基于MATLAB/SIMULINK的調(diào)速系統(tǒng)的仿真 20設(shè)計(jì)總結(jié) 24參考文獻(xiàn) 25附圖 26271 直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介調(diào)速系統(tǒng)是當(dāng)今電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中應(yīng)用最普遍的一種系統(tǒng)。目前，需要高性能可控電力拖動(dòng)的領(lǐng)域多數(shù)都采用直流調(diào)速系統(tǒng)。由晶閘管變流裝置直接給直流電動(dòng)機(jī)供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱VM系統(tǒng)，又稱為靜止的Wardleonard系統(tǒng)。[1,3,5]。由于VM系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、動(dòng)態(tài)性能好、效率高、易控制等優(yōu)點(diǎn)，且已比較成熟，因此已在世界各主要工業(yè)國(guó)得到普遍應(yīng)用。 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 系統(tǒng)的組成由前面的分析可知，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)不能滿足較高的調(diào)速要求。為了使系統(tǒng)同時(shí)滿足D、S的要求，提高調(diào)速質(zhì)量，必須采用閉環(huán)系統(tǒng)。這就組成了轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。只要被調(diào)量出現(xiàn)