雙閉環(huán)不可逆直流v-m調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真

1、<p>　　ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY</p><p>　　《 運(yùn) 動(dòng) 控 制 系 統(tǒng) 》大 作 業(yè)</p><p>　　雙閉環(huán)不可逆直流V-M調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真</p><p>　　院 （部）： 電子信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué)生學(xué)號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師職稱： 講 師 </p><

3、p>　　2013年12 月 30日</p><p><b>　　摘  要</b></p><p>　　電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置，它被廣泛地應(yīng)用于一般生產(chǎn)機(jī)械需要?jiǎng)恿Φ膱?chǎng)合，也被廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械等需要高性能電氣傳動(dòng)的設(shè)備中，用以控制位置、速度、加速度、壓力、張力和轉(zhuǎn)矩等。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，

4、在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。晶閘管問世后，生產(chǎn)出成套的晶閘管整流裝置，組成晶閘管—電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)），和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性。而轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　關(guān)鍵字:電力拖動(dòng)；直流電動(dòng)機(jī)；V-M系統(tǒng)</p>

5、;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘  要2</b></p><p>　　第一章、調(diào)速的方案選擇4</p><p>　　1.1電動(dòng)機(jī)供電方案的選擇4</p><p>　　1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇4</p><p>

6、　　1.3確定直流調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖4</p><p>　　第二章、主電路的計(jì)算8</p><p>　　2.1整流變壓器計(jì)算9</p><p>　　2.2晶閘管元件的選擇10</p><p>　　2.3晶閘管保護(hù)環(huán)節(jié)的計(jì)算11</p><p>　　2.4平波電抗器計(jì)算12</p><

7、p>　　第三章、 觸發(fā)電路的選擇與校驗(yàn)13</p><p>　　第四章、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)15</p><p>　　4.1系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖15</p><p>　　4.2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)17</p><p><b>　　第五章、總結(jié)1

8、9</b></p><p>　　第六章、參考文獻(xiàn)20</p><p>　　第一章、調(diào)速的方案選擇</p><p>　　1.1電動(dòng)機(jī)供電方案的選擇</p><p>　　采用晶閘管三相全控橋變流器供電方案</p><p>　?。?）給定電機(jī)及系統(tǒng)參數(shù)</p><p><b>

9、　　，，，，，</b></p><p><b>　　主回路總電阻</b></p><p><b>　　系統(tǒng)飛輪慣量</b></p><p><b>　　系統(tǒng)最大給定電壓</b></p><p>　　ACR、ASR調(diào)節(jié)器限幅值調(diào)到為</p><p&

10、gt;　　（2）性能指標(biāo)要求：</p><p>　　穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：系統(tǒng)無靜差</p><p>　　動(dòng)態(tài)指標(biāo)：；空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)。</p><p>　　1.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能，宜于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，而直流調(diào)速系統(tǒng)又分為開環(huán)調(diào)速、單閉環(huán)調(diào)速和雙閉環(huán)調(diào)速等調(diào)速方式。其中開環(huán)調(diào)速的靜差率不高，且只

11、能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無極調(diào)速；而在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中只有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)時(shí)專門用來控制電流的，它不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形，但雙閉環(huán)控制可解決以上的所有問了題，故本系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　1.3確定直流調(diào)速系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　?。?）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系

12、統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。二者之間實(shí)行串級(jí)聯(lián)接，如圖1所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)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。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)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　圖1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　ASR——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR——電流調(diào)節(jié)器 TG——

13、測(cè)速發(fā)電機(jī)</p><p>　　TA——電流互感器 UPE——電力電子變換器</p><p>　　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)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖</p><p>　　圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它

14、們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。圖中還表示了兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。</p><p>　　（2）穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性</p><p>　　為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)

15、圖，如圖3所示。它可以很方便地根據(jù)原理圖畫出來，只要注意用帶限幅的輸出特性表示PI 調(diào)節(jié)器就可以了。分析靜特性的關(guān)鍵是掌握這樣的 PI 調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：飽和——輸出達(dá)到限幅值，不飽和——輸出未達(dá)到限幅值。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，除非有反向的輸入信號(hào)使調(diào)節(jié)器退出飽和；換句話說，飽和的調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。當(dāng)調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，PI的作用使輸入偏差電壓U在穩(wěn)態(tài)

16、時(shí)總為零。</p><p>　　圖3 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ——電流反饋系數(shù)</p><p>　　實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和和不飽和兩種情況。</p><p>　　1.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和</p><p>

17、　　這時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和，穩(wěn)態(tài)時(shí)，它們的輸入偏差電壓都是零，因此</p><p><b>　　由第一個(gè)關(guān)系式可得</b></p><p>　　從而得到圖4所示靜特性的CA段。與此同時(shí)，由于ASR不飽和，，從上述第二個(gè)關(guān)系式可知。這就是說，CA段特性從理想空載狀態(tài)的Id=0一直延續(xù)到Id=Idm，而Idm一般都是大于額定電流的。這就是靜特性的運(yùn)行段，它是一條水平的特

18、性。</p><p><b>　　2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和</b></p><p>　　這時(shí)，ASR輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對(duì)系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)</p><p>　　其中，最大電流Idm是由設(shè)計(jì)者選定的，取決于電動(dòng)機(jī)的容許過載能力和拖動(dòng)系統(tǒng)允許的最大加速度。其所描述的靜特性

19、對(duì)應(yīng)于圖4中的AB段，它是一條垂直的特性。這樣的下垂特性只適合于，則，ASR將退出飽和狀態(tài)。</p><p>　　圖4雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到Idm后，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和，電流調(diào)節(jié)器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。這就是采用了兩個(gè)PI調(diào)

20、節(jié)器分別形成內(nèi)、外兩個(gè)閉環(huán)的效果。這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性好。</p><p>　?。?）各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算</p><p>　　由圖4可以看出，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之間有下列關(guān)系</p><p>　　上述關(guān)系表明，在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓決定的；ASR的輸出量是由負(fù)載電流決

21、定的；而控制電壓Uc的大小則同時(shí)取決于n和Id，或者說，同時(shí)取決于和。這些關(guān)系反映了PI調(diào)節(jié)器不同于P調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)。比例環(huán)節(jié)的輸出量總是正比于其輸入量，而PI調(diào)節(jié)器則不然，其輸出量的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要PI調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速反饋

22、系數(shù)為 </p><p><b>　　電流反饋系數(shù)為 </b></p><p>　　第二章、主電路的計(jì)算</p><p>　　在直流調(diào)速系統(tǒng)中，我們采用的是晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(簡稱V-M系統(tǒng))的原理圖如圖5所示。它通過調(diào)節(jié)處罰裝置GT的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。與旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及離子拖動(dòng)變流

23、裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上都很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯現(xiàn)出較大的優(yōu)越性。</p><p>　　對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主，根據(jù)晶閘管的特性，可以通過調(diào)節(jié)控制角α大小來調(diào)節(jié)電壓。當(dāng)整流負(fù)載容量較大或直流電壓脈動(dòng)較小時(shí)應(yīng)采用三相整流電路，其交流側(cè)由三相電源供電。三相整流電路中又分三相半波和全控橋整流電路，因?yàn)槿喟氩ㄕ麟娐吩?lt;/

24、p><p>　　其變壓器的二次側(cè)含有直流分量，故本設(shè)計(jì)采用了三相全控橋整流電路來供電。 </p><p>　　該電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，輸出電壓波動(dòng)小，適合直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣，能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動(dòng)機(jī)不可逆運(yùn)行等技術(shù)要求。</p><p><b>　　圖6 主電路原理圖&

25、lt;/b></p><p>　　三相全控制整流電路由晶閘管VT1、VT3、VT5接成共陰極組，晶閘管VT4、VT6、VT2接成共陽極組，在電路控制下，只有接在電路共陰極組中電位為最高又同時(shí)輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，以及接在電路共陽極組中電位最低而同時(shí)輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，才構(gòu)成完整的整流電路。</p><p>　　為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，在三

26、相交流電路的交、直流側(cè)及三相橋式整流電路中晶閘管中電路保護(hù)有電壓、電流保護(hù)。一般保護(hù)有快速熔斷器，壓敏電阻，阻容式。</p><p>　　2.1整流變壓器計(jì)算</p><p>　　在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置間的相互干擾，要求它們相互隔離，故通常均要配用整流變壓器。</p><p>　　變壓器額

27、定參數(shù)計(jì)算主要是根據(jù)給定的電網(wǎng)相電壓有效值、已確定的整流電路形式、負(fù)載條件、直流輸出電壓和功率來計(jì)算變壓器二次側(cè)相電壓、相電流和一次測(cè)電流，以及變壓器二次側(cè)容量和一次側(cè)容量。</p><p>　　1）變壓器二次側(cè)相電壓U2、相電流I2和一次側(cè)電流I1</p><p>　　式中：為負(fù)載的額定電壓，取230V</p><p>　　為整流元件的正向?qū)▔航?，?V<

28、/p><p>　　n為電流回路所經(jīng)過的整流元件的個(gè)數(shù)，橋式電路取2</p><p>　　A為理想情況下時(shí)，取2.34</p><p>　　為實(shí)際電壓與理想空載電壓比，取0.92</p><p><b>　　為最小移相角，取</b></p><p>　　C為線路接線方式系數(shù)，取0.5</p>

29、<p>　　為變壓器阻抗電壓比，取0.05</p><p>　　為二次側(cè)允許出現(xiàn)的最大電流與額定電流之比，取1.2 所以將數(shù)據(jù)代入</p><p>　　輸出電壓平均值=2.34=252.252V，取250V </p><p><b>　　==A，取170A</b></p><p>　　忽略變壓器勵(lì)磁電流，可

30、計(jì)算變壓器一次側(cè)相電流為</p><p>　　2）變壓器二次側(cè)容量和一次側(cè)容量</p><p>　　忽略變壓器勵(lì)磁功率，則三相橋式相控整流電路整流變壓器二次側(cè)容量和一次側(cè)容量相等</p><p>　　2.2晶閘管元件的選擇</p><p>　　1）選擇晶閘管元件主要根據(jù)是晶閘管整流裝置的工作條件，計(jì)算管子電壓、電流值，正確確定晶閘管型號(hào)規(guī)格，

31、以得到滿意的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。</p><p>　　已知的電壓，對(duì)于三相橋式全控整流電路，可知晶閘管最大承受正反向電壓峰值，考慮一定的安全裕量，則有</p><p><b>　　,取650V</b></p><p>　　按平波電抗器電感量足夠大、電流連續(xù)且平直考慮，則流過晶閘管的電流有效值</p><p><b>

32、　　=,取130A </b></p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算，查閱相關(guān)手冊(cè)，可選擇型號(hào)KK506為的晶閘管。</p><p>　　2.3晶閘管保護(hù)環(huán)節(jié)的計(jì)算</p><p>　　晶閘管原件有很多優(yōu)點(diǎn)，但與其它電氣設(shè)備相比，由于元件的擊穿電壓較接近運(yùn)行電壓，熱時(shí)間常數(shù)小，因此過電壓，過電流能力差，短時(shí)間的過電流，過電壓都可能造成元件損壞。為使晶閘管裝置能

33、正常工作而不損壞，只靠合理選擇元件還不行，還要十分重視保護(hù)環(huán)節(jié)，因此在晶閘管裝置中，必須采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。</p><p>　　1）交流側(cè)過電壓保護(hù)</p><p>　　主電路交流側(cè)過電壓保護(hù)選擇阻容保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)，并且均采用Y接法。</p><p>　　阻容保護(hù)電容值可由下式計(jì)算</p><p>　　式中：為變壓器二次側(cè)線電壓：為變壓

34、器空載電流百分?jǐn)?shù)，一般取2%~10%。取C=</p><p>　　電容C耐壓值 1.5，取=300V，故可以選擇金屬化紙介電容器。</p><p><b>　　電阻值可由下式計(jì)算</b></p><p><b>　　，取R=4</b></p><p>　　電阻功耗，取=18W，因此R可選擇線繞電阻。

35、</p><p><b>　　壓敏電阻標(biāo)稱電壓</b></p><p>　　式中，為電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，取380V</p><p>　　壓敏電阻通流容量的選擇原則是壓敏電阻允許通過的最大電流應(yīng)大于泄放浪涌電壓時(shí)流過壓敏電阻的實(shí)際浪涌峰值電流。通流容量，取5KA根據(jù)上述計(jì)算選擇用MY31—380/5型壓敏電阻。</p><p&g

36、t;　　2）晶閘管兩端過電壓保護(hù)</p><p>　　晶閘管兩端過電壓保護(hù)采取阻容保護(hù)，電阻、電容值可根據(jù)晶閘管額定電流來直接選擇經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，見下表1</p><p><b>　　表1</b></p><p>　　由上表知，C=，R=10</p><p>　　電容耐壓值 1.5，取為400V</p><

37、p><b>　　電阻功率取為2W。</b></p><p><b>　　可選用</b></p><p><b>　　3）過電流保護(hù)</b></p><p>　　過電流保護(hù)采用晶閘管串聯(lián)快速熔斷器方案?？焖偃蹟嗥鞯念~定電流通常要大于流過晶閘管的電流有效值的1.3倍，由于流過晶閘管的有效電流值=13

38、0A，故選熔體電流為75A的快速熔斷器。查閱手冊(cè)，選用RS3型。</p><p>　　4）直流側(cè)過電壓保護(hù)</p><p>　　直流側(cè)由于是電感性負(fù)載,故在某種情況下,會(huì)發(fā)生浪涌過電壓.如電壓過高的話,有可能會(huì)造成晶閘管硬開通而損壞。為避免它，故在直流負(fù)載兩端并接壓敏電阻來保護(hù)。</p><p>　　選擇根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電壓和通流容量通過查表可得出：</p>

39、<p><b>　　通流容量選擇。</b></p><p>　　故查表得壓敏電阻型號(hào)規(guī)格為。</p><p>　　2.4平波電抗器計(jì)算</p><p>　　1）維持電流連續(xù)的臨界電感值</p><p><b>　　，取=7.3mH</b></p><p>　　2）電

40、動(dòng)機(jī)電感量按下式計(jì)算</p><p>　　式中，、、分別為直流電動(dòng)機(jī)電壓、電流和轉(zhuǎn)速的額定值，p為電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)；為計(jì)算系數(shù)，一般無補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取8~12快速無補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取6~8，有補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取5~6。本例取=10，得</p><p>　　=H 取1.9mH</p><p>　　3）整流變壓器每相漏電感按下式計(jì)算</p><p>　　式中，與

41、電路形式有關(guān)，單相橋式相控整流電路取3.18，三相橋式相控整流電路取3.9，計(jì)算可得</p><p>　　4）平波電抗器實(shí)際電感量</p><p>　　，取，流過電抗器的電流為209A。</p><p>　　第三章、 觸發(fā)電路的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)

42、通。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　?。?）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60°或采用相隔60°的雙窄脈沖。</p><p>　?。?）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對(duì)戶外寒冷場(chǎng)合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流3

43、～5倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá)1～2A∕us。</p><p>　　（3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。</p><p>　?。?）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。</p><p>　　理想的觸發(fā)脈沖電流波形如圖7。</p><p>　　圖7 理

44、想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形</p><p>　　-----脈沖前沿上升時(shí)間（）</p><p>　　----強(qiáng)脈沖寬度 ---強(qiáng)脈沖幅值（）</p><p>　　---脈沖寬度 --脈沖平頂幅值（）</p><p>　　本設(shè)計(jì)課題是三相全三相全控橋整流電路中有六個(gè)晶閘管，觸發(fā)順序依次為：VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，

45、晶閘管必須嚴(yán)格按編號(hào)輪流導(dǎo)通，6個(gè)觸發(fā)脈沖相位依次相差60O，可以選用3個(gè)KJ004集成塊和一個(gè)KJ041集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大，就可以構(gòu)成三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路如圖8。</p><p>　　圖8三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路</p><p>　　第四章、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)

46、構(gòu)圖</p><p>　　圖9 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖9所示，圖中：</p><p>　　——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)； </p><p>　　——電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)；</p><p>　　——晶閘管整流與觸發(fā)裝置的靜態(tài)放大倍數(shù)； </p><p>

47、;　　——電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)；</p><p>　　——轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)；</p><p>　　——晶閘管整流電路的失控時(shí)間，對(duì)于三相橋式電路；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)電樞回路的電磁時(shí)間常數(shù)；</p><p>　　——機(jī)電時(shí)間常數(shù) ；</p><p>　　R——主回路總電阻；</p><

48、;p>　　——電動(dòng)機(jī)電勢(shì)系數(shù)；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)；</p><p><b>　　——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；</b></p><p><b>　　——電流反饋系數(shù)；</b></p><p>　　KI-------電流開環(huán)增益</p><p>　　其中：轉(zhuǎn)速反

49、饋系數(shù)為</p><p><b>　　電流反饋系數(shù)</b></p><p><b>　　.25 取</b></p><p>　　4.2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1）整流裝置的滯后時(shí)間常數(shù)。對(duì)于三相橋式電路，平均失控時(shí)間為。</p><p>　　2）電流環(huán)小時(shí)

50、間常數(shù)之和</p><p>　　3）選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 按照設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器</p><p><b>　　4）計(jì)算ACR參數(shù)</b></p><p>　　電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：，要求%時(shí)，應(yīng)取電流環(huán)開環(huán)增益</p><p>　　所以ACR的比例系數(shù)：</p><p><b>　　

51、5)校驗(yàn)近似條件</b></p><p><b>　　電流環(huán)截止頻率：。</b></p><p>　　晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件:</p><p><b>　　，滿足近似條件。</b></p><p>　　忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件:</p><p&

52、gt;<b>　　，滿足近似條件。</b></p><p>　　電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件:</p><p><b>　　，滿足條件</b></p><p><b>　　所以。</b></p><p>　　6）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容其電路實(shí)現(xiàn)如下圖10。取，各電阻和電容值計(jì)算如

53、下：</p><p>　　圖10計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容其電路實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)。已取,則</p><p>　　2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，則</p><p>　　3）選擇ASR結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求無靜差，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：<

54、;/p><p>　　4）計(jì)算ASR參數(shù) </p><p>　　按跟隨和抗擾性能較好原則，取h=5，則ASR超前時(shí)間常數(shù)為</p><p><b>　　則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益：</b></p><p>　　因此ASR的比例系數(shù)為：</p><p><b>　　5)校驗(yàn)近似條件</b>&l

55、t;/p><p>　　由式K=ω1ωc得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件：</p><p><b>　　，滿足簡化條件。</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：</p><

56、;p><b>　　，滿足近似條件。</b></p><p>　　所以ASR傳遞函數(shù)為。</p><p>　　6)計(jì)算ASR電阻和電容值 </p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電氣原理圖如圖11所示。</p><p>　　運(yùn)算放大器取，各電阻和電容值計(jì)算如下：</p><p>　　圖

57、11轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電氣原理圖</p><p><b>　　7）校驗(yàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)量</b></p><p>　　當(dāng)h＝5，，z=0時(shí)，由典型Ⅱ系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系可知，且。由公式：得</p><p><b>　　，滿足條件。</b></p><p><b>　　第五章、總結(jié)</b>

58、;</p><p>　　在做這次課程設(shè)計(jì)期間，我遇到了很多問題，有關(guān)于設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)問題，也有相關(guān)軟件的使用問題。通過從網(wǎng)上查閱資料以及同學(xué)的幫助，最終完成了本次課程設(shè)計(jì)。</p><p>　　在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)了我們把理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，同時(shí)也鍛煉了我們的應(yīng)變能力，學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中獨(dú)立思考問題和如何查找問題，所有的事情都得親身體驗(yàn)才會(huì)留下深刻的印象，尤其是加深了我對(duì)雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速

59、系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和理解。另外，課余知識(shí)也收獲不少，比如對(duì)word的使用技巧的掌握等等。整個(gè)過程，也讓我做事更加細(xì)心，認(rèn)真，讓我的性格更加沉穩(wěn)。正所謂是受益匪淺。</p><p><b>　　第六章、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1） 《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》陳伯時(shí)主編 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2） 《電力電子技術(shù)