【正文】 對(duì)于本設(shè)計(jì)， UK%=5， %0i =5， ST= （ 1） 電 容器的計(jì)算 230221 4 8 . 4 7 1 06 % 2 5 6 . 6 ( )3 2 7 0TSC i FU ??? ? ? ? ? ? 取 7 F? ； 21. 5 3 2 1. 5 6 27 0 99 2( )CU U V? ? ? ? ? ? ? 取 1200V； 選擇 C=7μF，耐壓 1200V的金屬化紙介電容 。 RC 支路電流 IC近似為 662 1 0 2 3 . 1 4 5 0 6 6 2 7 0 1 0 1 . 2 4 6 ( )CCI fC U A? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 電阻 R 的功率為 2 2( 3 ~ 4) ( 3 ~ 4) 46 22 103 ~ 136 ( )RCP I R W? ? ? ? ? 武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 11 ② 直流側(cè)的過電壓保護(hù) 整流器直流側(cè)開斷時(shí)，如直流側(cè)快速開關(guān)斷開或橋臂快熔熔斷等情況，也會(huì)在 A、B 之間產(chǎn)生 過電壓，如圖 32 所示本設(shè)計(jì)用非線性元?dú)饧种七^電壓，在 A、 B 之間接入的是壓敏電阻，這是由氧化鋅、氧化鉍等燒結(jié)制成的非線性電阻元件，它具有正反向相同的很陡的伏安特性，擊穿前漏電流為微安數(shù)量級(jí)，損耗很小，過電壓時(shí) (擊穿后 )則能通過達(dá)數(shù)千安的浪涌電流， 所以抑制電流能力很強(qiáng)。串聯(lián)電阻 R 的作用一是阻尼 LTC 回路的震蕩，二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率 di/dt。 武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 12 圖 33 過電流保護(hù) 在電路中串接的器件是快速熔斷器，這是一種最簡(jiǎn)單有效而應(yīng)用最普遍的過電流保護(hù)元件，其斷流時(shí)間一般小于 10ms，按圖 34 接法熔斷器與每一個(gè)晶閘管元件相串聯(lián)，可靠的保護(hù)每一個(gè)晶閘管元件。 因而可選取 RS3 型 550V/120A 的快熔。 KJ041 為 6 路雙脈沖形成器，它是三相全空橋式電路的觸發(fā)器，它具有雙脈沖形成和電子開關(guān)封鎖等功能。當(dāng)控制端 7 接邏輯 “0”電平時(shí)，器件內(nèi)的電子開關(guān)斷開，各路輸出觸發(fā)脈沖。本設(shè)計(jì)主電路整流變壓器采用 D， y11 聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用 D， y11， 5 聯(lián)結(jié)。 武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 14 圖 41 同步變壓器和整流變壓器接法 晶閘管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 主電路電壓 +Ua Uc +Ub Ua +Uc Ub 同步電壓 Usa +Usc Usb +Usa Usc +Usb 表 41 各 晶閘管的同步電壓 5 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 5． 1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 時(shí)間常數(shù)的確定 系統(tǒng)電磁時(shí)間常數(shù) Tl：由上可知 LΣ= mH， RΣ=， 31 7 .0 1 1 00 .1 2l LT R?????? ? 表 51 各種整流電路的失控時(shí)間（ f=50Hz） 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) Ts：按表 51，三相橋式電路的平均失控時(shí)間為 Ts=。 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 T∑i：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 T∑i=Ts+Toi=。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?1iiACR iKsWS s?? ?? iK —電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)， i? —電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù) ηi=Tl=。取 Ks=48，而電流反饋系數(shù) β=10V/=10/（ 220）=， ACR 的比例系數(shù)為 1 3 5 . 1 0 . 0 7 0 . 1 2 0 . 7 84 8 0 . 0 3iIisKRK K ? ? ??? ? ??i 參數(shù)關(guān)系 KT 阻尼比 ξ 超調(diào)量 δ 0% % % % % 上升時(shí)間 tr ∞ 峰值時(shí)間 tp ∞ 相對(duì)穩(wěn)定裕度 γ 176。 176。 176。 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 :1/（ 3Ts） =1/（ 3） =＞ ωci，滿足近似條件。 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 : 11 1 1 1 1 8 0 . 83 3 0 . 0 0 1 7 0 . 0 0 2s o iST T s s ???? 所得結(jié)果大于 ωci， 滿足近似條件。 按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為 δi=%＜ 5%（見表 52），滿足設(shè)計(jì)要求。 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) Ton：根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取 Ton=。 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件 iI wssTK ??? ??? 11 ， 滿足簡(jiǎn)化條件 ， 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 onI wssTK ??? ?? 11 ， 滿足近似條件。 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量 當(dāng) h=5 時(shí)，由表 53 查得， δn=%，不能滿足設(shè)計(jì)要求。 表 53 典型 Ⅱ 型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按 Mmin 準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系） 設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù) z=0，已知 λ=， IN=220A， nN=1800r/min，Ce=?min/r， Tm=， T∑n=。 h 3 4 5 6 7 8 9 10 ΔCmax/Cb % % % % % % % % tm/T tv/T 表 54 典型 Ⅱ 型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系 6 仿真 系統(tǒng)仿真框圖 圖 61為雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真框圖 h 3 4 5 6 7 8 9 10 δ % % % % % % % % tr/T ts/T k 3 2 2 1 1 1 1 1 武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 19 圖 61 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 Toi 為電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) Ton 為轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) 仿真模型的建立 (1)打開模型編輯窗口：通過單擊 SIMULINK 工具欄中新模型的圖標(biāo)或選擇 File—— New—— Modle 菜單項(xiàng)實(shí)現(xiàn)。 (3)修改模塊參數(shù)：雙擊模塊圖案，則出現(xiàn)關(guān)于該圖案的對(duì)話框，通過修改對(duì)話框內(nèi)容來設(shè)定模塊的參數(shù)。當(dāng)一個(gè)信號(hào)要分送到不同模塊的多個(gè)輸入端時(shí)，需要繪制分支線，通?？砂咽髽?biāo)移到期望的分支線的起點(diǎn)處，按下鼠標(biāo)的右鍵，看到光標(biāo)變?yōu)槭趾?，拖?dòng)鼠標(biāo)直至分支線的終點(diǎn)處，釋放鼠 標(biāo)按鈕，就完成了分支線的繪制。 (2)啟動(dòng)仿真：點(diǎn)擊 按鈕，仿真啟動(dòng)，雙擊示波器就可以發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果如下圖63： 圖 63轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速起動(dòng)波形圖 觀察波形可發(fā)現(xiàn) ASR調(diào)節(jié)器經(jīng)過了不飽和，飽和，退飽和三個(gè)階段，最終穩(wěn)定與給定轉(zhuǎn)速。 武漢理工大學(xué)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)說明書 22 滿載時(shí)仿真波形 (1)把負(fù)載電流設(shè)置為 136A，滿載啟動(dòng) (2)按照前面步驟啟動(dòng)模型，波形得到如圖 64： 圖 64 滿載時(shí)波形圖 (3)根據(jù)圖形發(fā)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)了，退飽和超調(diào)量減小了。電流最后穩(wěn)定在額定值。對(duì)所學(xué)內(nèi)容有了更深刻的印象，并且進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到工程設(shè)計(jì)時(shí)與實(shí)際相聯(lián)系的重要性，比如在計(jì)算元件參數(shù)時(shí)計(jì)算出來的值往往與實(shí)際生產(chǎn)參數(shù)不符，這就需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)參數(shù)進(jìn)行取舍。本次課程設(shè)計(jì)為對(duì)我將來的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作需要打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。我可以將我所學(xué)理論知識(shí)很好的運(yùn)用到了實(shí)際當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過程中，真正做到了學(xué)以致用，并使自己的實(shí)際操作能力得到了很大的提高。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作和學(xué)習(xí)打下了很好的理論基礎(chǔ)。 本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)院的安排，感謝各位指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)；讓我們?cè)趯W(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，能夠有這樣良好的機(jī)會(huì)實(shí)踐 ,加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解 ,掌握工程設(shè)計(jì)的方法。