【正文】 17 18 18 KJ004和KJ041的引腳圖 18 同步變壓器的設(shè)計(jì) 19 控制及偏移電源 20 20 21 21 21 224本系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì) 23 23 24 25 25 265本系統(tǒng)起動方式的設(shè)計(jì) 28 28 296系統(tǒng)仿真 31 31 31 主電路的仿真設(shè)計(jì) 31 控制電路的建模和參數(shù)設(shè)置 33 系統(tǒng)的仿真、仿真結(jié)果的輸出及結(jié)果分析 337結(jié)論 34謝辭 35參考文獻(xiàn) 36附錄1 37附錄2 38附錄3 39 雙閉環(huán)控制的異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1緒論 串級調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r串級調(diào)速理論早在20世紀(jì)30年代就已提出，到了60～70年代，當(dāng)可控電力電子器件出現(xiàn)以后，才得到更好的應(yīng)用。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定調(diào)速方案和主電路的結(jié)構(gòu)型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，重在對電路各元件參數(shù)的計(jì)算和器件的選型，包括整流變壓器、整流元件、平波電抗器、保護(hù)電路以及電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其中有繪制完整的雙閉環(huán)控制的異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)圖，主接線圖，控制電路圖，最后采用了MATLAB建模與仿真證明了該系統(tǒng)。串級調(diào)速完全克服了轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的缺點(diǎn)，它具有高效率、無級平滑調(diào)速、較硬的低速機(jī)械特性等優(yōu)點(diǎn)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目雙閉環(huán)控制的異步電動 機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)　號教學(xué)院系電氣信息學(xué)院專業(yè)年級電氣工程及其自動化09級指導(dǎo)教師職　稱單　　位西南石油大學(xué)輔導(dǎo)教師職 稱單　　位完成日期2013年6月9日Southwest Petroleum University Graduation Thesis The Design of Double Closed Loop Control of Asynchronous Motor Cascade Speed Regulation System Grade:2009Name:Speciality:Electrical Engineering and AutomationInstructor:School of Electrical Engineering and Information20136摘要繞線式異步電動機(jī)的串級調(diào)速系統(tǒng)，屬于改變轉(zhuǎn)差功率的調(diào)速系統(tǒng)，在我國交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展中，它是結(jié)構(gòu)簡單、發(fā)展較快、應(yīng)用較廣的一種系統(tǒng)。其基本原理是利用不可控的整流電路將轉(zhuǎn)子交流電動勢轉(zhuǎn)成直流電動勢，在利用工作的在逆變狀態(tài)的三相可控整流電路來獲得一個可調(diào)的直流電壓作為附加電動勢，以改變轉(zhuǎn)差功率，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 本設(shè)計(jì)介紹了雙閉環(huán)異步電動機(jī)串級調(diào)速方式的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)方面包括調(diào)速方式的設(shè)計(jì)，主接線的設(shè)計(jì)，串級調(diào)速主電路的設(shè)計(jì)，保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，觸發(fā)器的選擇，直接啟動方式。關(guān)鍵字：串級調(diào)速；主電路；調(diào)速范圍；轉(zhuǎn)差率IAbstractThe wound rotor asynchronous motor cascade speed regulation system, is to use change slip power control speed regulation system. In the development of ac speed regulation technology in China. It is a system of simple structure, rapid development, wider application. Its basic principle is to put the rotor AC electromotive force into DC emfs by Uncontrolled rectifier circuit. Taking advantage of working in a state of threephase inverter controlled rectifier circuit for an adjustable DC voltage as additional electromotive force, to change the slip power, in order to realize speed regulation. Cascade speed regulation pletely overes the drawback of rotor series resistance speed control, it has high efficiency, stepless smooth speed regulation, a hard low mechanical properties etc.the design of the double closed loop of asynchronous motor cascade speed control mode，It mainly includes the design of speed control mode, main wiring ,the main circuit, protective circuit , the choice of the trigger and direct startup mode。20世紀(jì)60年代以來，由于高壓大電流晶閘管的出現(xiàn)，串級調(diào)速系統(tǒng)獲得了空前的發(fā)展。在“定子反饋”方案中，輔助繞組與定子繞組電氣上絕緣，通過磁耦合，即電磁感應(yīng)，將轉(zhuǎn)差功率經(jīng)過定子繞組反饋到電網(wǎng)，這就是我們所說的“內(nèi)饋”串調(diào)。國內(nèi)最先是由屈維謙在80年代后期提出內(nèi)饋串級調(diào)速方案的。隨著電力電子技術(shù)和控制策略的發(fā)展，新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制策略被不斷提出。如今節(jié)約能源、更加合理地、有效地利用能源是一項(xiàng)艱巨、利國利民造福子孫的長期工作，也是我國的一項(xiàng)基本國策。 本次設(shè)計(jì)的目的本設(shè)計(jì)選題的目的：采用雙閉環(huán)控制的異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)不僅具有明顯的節(jié)能效果，還具有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。本次設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求工作任務(wù):(1)完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖的設(shè)計(jì)；(2)完成系統(tǒng)的啟動、檢測與保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；(3)完成調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)、動態(tài)參數(shù)的計(jì)算；(4)完成系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)，元、器件和設(shè)備的選擇（參數(shù)計(jì)算，型號選擇等）；(5)繪制完整的電氣系統(tǒng)原理圖；(6)對系統(tǒng)進(jìn)行MATLAB仿真。2本系統(tǒng)串級調(diào)速方案的比較和選擇 串級調(diào)速方式原理圖，圖中異步電動機(jī)M以轉(zhuǎn)差率s運(yùn)行，其轉(zhuǎn)子電動勢經(jīng)三相不可控整流裝置UR整流，輸出直流電壓。兩個整流裝置的電壓與的極性以及電流的方向如圖所示?？刂剖顾龃螅瑒t逆變電壓立即減?。坏妱訖C(jī)轉(zhuǎn)速因存在著機(jī)械慣性尚未變化，所以仍維持原值，根據(jù)式（）、（）就使轉(zhuǎn)子直流回路電流增大，相應(yīng)轉(zhuǎn)子電流也增大，電機(jī)就加速；在加速過程中轉(zhuǎn)子整流電壓隨之減小，又使電流減小，直至與依式（）取得新的平衡，電機(jī)進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)以較高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。以上就是繞線式異步電動機(jī)串級調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。當(dāng)電動機(jī)在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，可以認(rèn)為Id近似為恒值。在加速過程中，S減小，電流Id及整流電壓隨之減小直至達(dá)到新的平衡，電動機(jī)仍進(jìn)入新的穩(wěn)定狀態(tài)以較高轉(zhuǎn)速運(yùn)行。這種系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)：(1)串級調(diào)速系統(tǒng)能夠靠調(diào)節(jié)逆變角β實(shí)現(xiàn)平滑無級調(diào)速；(2)系統(tǒng)能把異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差功率饋給交流電網(wǎng)，從而使扣除裝置損耗后的轉(zhuǎn)差功率得到有效的利用，大大提高了調(diào)速系統(tǒng)的效率。在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)同軸上裝有一臺直流電動機(jī)，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)差功率經(jīng)整流后傳給直流電動機(jī)，后者把部分功率變成機(jī)械功率，再幫助異步電動機(jī)拖動負(fù)載，從而是轉(zhuǎn)差功率得到利用。增大If可使電動機(jī)減速，反正加速。則負(fù)載所得到的機(jī)械功率PL應(yīng)是異步電動機(jī)和直流電動機(jī)兩者軸上輸出功率之和，并恒等于電動機(jī)定子出入功率，而與電動機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)速無關(guān)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，電動機(jī)轉(zhuǎn)速較高，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，選擇電氣串級調(diào)速能更好的滿足調(diào)速要求。機(jī)械串級調(diào)速屬于恒功率調(diào)速，其特點(diǎn)是系統(tǒng)在低速時能夠產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩輸出，因而適應(yīng)一些需要低速大轉(zhuǎn)矩傳動的場合，如螺紋鋼線材軋機(jī)。3本系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主電路由三相繞線異步電動機(jī)、整流裝置、逆變裝置、逆變變壓器和平波電抗器組成。若增大逆變角β，則逆變電壓減小，但電動勢轉(zhuǎn)速因存在機(jī)械慣性尚未變化，所以，整流電壓仍維持原值，因而直流回路電流Id及轉(zhuǎn)子電流I2相應(yīng)增大，使電機(jī)加速。同理，減小β值可以使電動機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。： 電動機(jī)YR250M4參數(shù)表電動機(jī)型號YR250M4額定功率（）90KW滿載時轉(zhuǎn)速()1457r/min效率（）91%功率因數(shù)（）同步轉(zhuǎn)速()1500r/min靜差率(S)調(diào)速范圍(D)D=3轉(zhuǎn)子電壓()524V轉(zhuǎn)子電流()109A定子電壓（）380V定子電流（）極對數(shù)（P）4頻率（f）50HZ轉(zhuǎn)動慣量（）額定轉(zhuǎn)矩 （2）電動機(jī)容量校核1）電動機(jī)參數(shù)計(jì)算額定轉(zhuǎn)差率： () 定子電阻： () 轉(zhuǎn)子電阻： () 定子繞阻的變化： () 折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的定子電阻：電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩： () 折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的漏抗： ()2）逆變變壓器參數(shù)初步計(jì)算逆變變壓器二次側(cè)線電壓： () 逆變變壓器折算至直流側(cè)電抗（?。?