課程設(shè)計(jì)---雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒論 ……………………………………………………………………2</p><p>　　第二章 直流調(diào)速系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì) ……………………………………………3</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求 ……………………………………………………………………3</p

2、><p>　　2.2 現(xiàn)行方案的討論與比較 ………………………………………………………………3</p><p>　　2.3 選擇PWM控制調(diào)速系統(tǒng)的理由 ………………………………………………………4</p><p>　　2.4 采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的理由…………………………………………………………4</p><p>　　第三章 PWM控制

3、直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) …………………………………5</p><p>　　3.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.1 PWM變換器介紹 ……………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.2 泵升電路 ………………………………………………………………………

4、…10</p><p>　　3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………11</p><p>　　3.2.1 IGBT管的參數(shù)………………………………………………………………………11</p><p>　　3.2.2 緩沖電路參數(shù) ………………………………………………………………………11</p><p>　

5、　3.2.3 泵升電路參數(shù) ………………………………………………………………………12</p><p>　　第四章 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) ………………………………12</p><p>　　4.1 檢測(cè)環(huán)節(jié) ………………………………………………………………………………12</p><p>　　4.1.1電流檢測(cè)環(huán)節(jié) …………………………………………

6、……………………………12</p><p>　　4.1.2 電壓檢測(cè)環(huán)節(jié) ………………………………………………………………………16</p><p>　　4.2 調(diào)節(jié)器的選擇與調(diào)整 …………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.1調(diào)節(jié)器限幅 …………………………………………………………………………17</p>&

7、lt;p>　　4.2.2 調(diào)節(jié)器鎖零 …………………………………………………………………………17</p><p>　　4.3 系統(tǒng)的給定電源、給定積分器 ………………………………………………………17</p><p>　　4.3.1 給定電源GS…………………………………………………………………………17</p><p>　　4.3.2 給定積分器 ………

8、…………………………………………………………………18</p><p>　　4.4 觸發(fā)電路的確定 ………………………………………………………………………18</p><p>　　4.4.1 選用觸發(fā)電路時(shí)須考慮的因素……………………………………………………18</p><p>　　4.4.2 觸發(fā)電路同步電壓的選取…………………………………………………………

9、19</p><p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)………………………………………………………21</p><p>　　第六章 參數(shù)計(jì)算 ………………………………………………………………21</p><p>　　6.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………21</p><p>　　6.2 速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

10、 ………………………………………………………………………22</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　在電氣時(shí)代的今天，電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人們?nèi)粘Ｉ?/p>

11、中起著十分重要的作用。直流電機(jī)是最常見的一種電機(jī)，在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。研究直流電機(jī)的控制和測(cè)量方法，對(duì)提高控制精度和響應(yīng)速度、節(jié)約能源等都具有重要意義。電機(jī)調(diào)速問題一直是自動(dòng)化領(lǐng)域比較重要的問題之一。不同領(lǐng)域?qū)τ陔姍C(jī)的調(diào)速性能有著不同的要求，因此，不同的調(diào)速方法有著不同的應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p>　　本文基于PWM的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)出應(yīng)用于直流電動(dòng)機(jī)的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)。首先描述了變頻器

12、的發(fā)展歷程，提出了PWM調(diào)速方法的優(yōu)勢(shì)，指出了未來(lái)PWM調(diào)速方法的發(fā)展前景，點(diǎn)出了研究PWM調(diào)速方法的意義。應(yīng)用于直流電機(jī)的調(diào)速方式很多，其中以PWM變頻調(diào)速方式應(yīng)用最為廣泛，而PWM變頻器中，H型PWM變頻器性能尤為突出，作為本次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，本文將對(duì)PWM的理論進(jìn)行詳細(xì)論述。在此基礎(chǔ)上，本文將做出SG3525單片機(jī)控制的H型PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，然后對(duì)各個(gè)部分分別進(jìn)行論證，力圖在每個(gè)組成單元上都達(dá)到最好的系統(tǒng)性能。

13、 </p><p>　　關(guān)鍵詞：直流調(diào)速 ；雙閉環(huán) ；PWM ；SG3525 ；直流電機(jī)</p><p>　　第二章 直流調(diào)速系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)要求</p><p><b>　　1.直流電動(dòng)機(jī)：</b></p><p>　　額定功率 Pe=11KW；額定電

14、壓 Ue=230V</p><p>　　額定電流 Ie=47.8A；額定轉(zhuǎn)速 ne=1450r/min</p><p>　　電樞回路總電阻 R=1.8 ;</p><p>　　電磁時(shí)間常數(shù) Tl=0.00278s;</p><p>　　機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm=0.2015s；</p><p>　　電動(dòng)勢(shì)系數(shù) C=0.129

15、0V/（r.min-1 )</p><p>　　2.調(diào)速范圍：1：1200</p><p>　　3.起動(dòng)時(shí)超調(diào)量：電流超調(diào)量:；轉(zhuǎn)速超調(diào)量: </p><p>　　2.2 現(xiàn)行方案的討論與比較</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有三種：    （1）調(diào)節(jié)電樞供電電壓U。改變電樞電壓主要是從額定

16、電壓往下降低電樞電壓，從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速向下變速，屬恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這種方法最好。變化遇到的時(shí)間常數(shù)較小，能快速響應(yīng)，但是需要大容量可調(diào)直流電源。    （2）改變電動(dòng)機(jī)主磁通。改變磁通可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但只能減弱磁通進(jìn)行調(diào)速（簡(jiǎn)稱弱磁調(diào)速），從電機(jī)額定轉(zhuǎn)速向上調(diào)速，屬恒功率調(diào)速方法。變化時(shí)間遇到的時(shí)間常數(shù)同變化遇到的相比要大得多，響應(yīng)速度較慢，但所

17、需電源容量小。    （3）改變電樞回路電阻R。在電動(dòng)機(jī)電樞回路外串電阻進(jìn)行調(diào)速的方法，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。但是只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，調(diào)速平滑性差，機(jī)械特性較軟；空載時(shí)幾乎沒什么調(diào)速作用；還會(huì)在調(diào)速電阻上消耗大量電能。    改變電阻調(diào)速缺點(diǎn)很多，目前很少采用，僅在有些起重機(jī)、卷?yè)P(yáng)機(jī)及電車等調(diào)速性能要求不高或低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不長(zhǎng)的傳動(dòng)系統(tǒng)中采用。弱磁調(diào)速范圍不大

18、，往往是和調(diào)壓調(diào)速配合使用，在額定轉(zhuǎn)速以上作小范圍的升速。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。因此，自動(dòng)控制的直</p><p>　　改變電樞電壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)采用的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電電壓需要有專門的可控直流電源，常用的可控直流電源有以下三種：（1）旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組。用交流電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成機(jī)組，以獲得可調(diào)的直流電壓。（2）靜止可控整流器。用靜止的可控整流器，如

19、汞弧整流器和晶閘管整流裝置，產(chǎn)生可調(diào)的直流電壓。（3）直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器。用恒定直流電源或不可控整流電源供電，利用直流斬波或脈寬調(diào)制的方法產(chǎn)生可調(diào)的直流平均電壓。</p><p>　　2.3 選擇PWM控制系統(tǒng)的理由</p><p>　　脈寬調(diào)制器UPW采用美國(guó)硅通用公司（Silicon General）的第二代產(chǎn)品SG3525，這是一種性能優(yōu)良，功能全、通用性強(qiáng)的單片集成PW

20、M控制器。由于它簡(jiǎn)單、可靠及使用方便靈活，大大簡(jiǎn)化了脈寬調(diào)制器的設(shè)計(jì)及調(diào)試，故獲得廣泛使用。</p><p>　　PWM系統(tǒng)在很多方面具有較大的優(yōu)越性 ：</p><p>　　1） PWM調(diào)速系統(tǒng)主電路線路簡(jiǎn)單，需用的功率器件少。2） 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍廣，可達(dá)到1：10000左右

21、。4） 如果可以與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。5） 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。

22、 6） 直流電源采用不可控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 </p><p&

23、gt;　　2.4 采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)的理由</p><p>　　同開環(huán)控制系統(tǒng)相比，閉環(huán)控制具有一系列優(yōu)點(diǎn)。在反饋控制系統(tǒng)中，不管出于什么原因（外部擾動(dòng)或系統(tǒng)內(nèi)部變化），只要被控制量偏離規(guī)定值，就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用去消除偏差。因此，它具有抑制干擾的能力，對(duì)元件特性變化不敏感，并能改善系統(tǒng)的響應(yīng)特性。由于閉環(huán)系統(tǒng)的這些優(yōu)點(diǎn)因此選用閉環(huán)系統(tǒng)。</p><p>　　單閉環(huán)速度反饋調(diào)速系統(tǒng)，采

24、用PI控制器時(shí)，可以保證系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)速度誤差為零。但是如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，如果要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能完全按照要求來(lái)控制動(dòng)態(tài)過程的電流或轉(zhuǎn)矩。另外，單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)抗干擾性較差，當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，必須待轉(zhuǎn)速發(fā)生變化后，調(diào)節(jié)作用才能產(chǎn)生，因此動(dòng)態(tài)誤差較大。</p><p>　　在要求較高的調(diào)速系統(tǒng)中，一般有兩個(gè)基本要求：一是能夠快速啟動(dòng)

25、制動(dòng)；二是能夠快速克服負(fù)載、電網(wǎng)等干擾。通過分析發(fā)現(xiàn)，如果要求快速起動(dòng)，必須使直流電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)過程中輸出最大的恒定允許電磁轉(zhuǎn)矩，即最大的恒定允許電樞電流，當(dāng)電樞電流保持最大允許值時(shí)，電動(dòng)機(jī)以恒加速度升速至給定轉(zhuǎn)速，然后電樞電流立即降至負(fù)載電流值。如果要求快速克服電網(wǎng)的干擾，必須對(duì)電樞電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　以上兩點(diǎn)都涉及電樞電流的控制，所以自然考慮到將電樞電流也作為被控量，組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

26、。</p><p>　　第三章 PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 主電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1.1 PWM變換器介紹</p><p>　　脈寬調(diào)速系統(tǒng)的主要電路采用脈寬調(diào)制式變換器，簡(jiǎn)稱PWM變換器。PWM變換器有不可逆和可逆兩類，可逆變換器又有雙極式、單極式和受限單極式等多種電路。

27、下面分別對(duì)各種形式的PWM變換器做一下簡(jiǎn)單的介紹和分析。</p><p>　　不可逆PWM變換器分為無(wú)制動(dòng)作用和有制動(dòng)作用兩種。圖2-1（a）所示為無(wú)制動(dòng)作用的簡(jiǎn)單不可逆PWM變換器主電路原理圖，其開關(guān)器件采用全控型的電力電子器件。電源電壓一般由交流電網(wǎng)經(jīng)不可控整流電路提供。電容C的作用是濾波，二極管VD在電力晶體管VT關(guān)斷時(shí)為電動(dòng)機(jī)電樞回路提供釋放電儲(chǔ)能的續(xù)流回路。</p><p>　　

28、圖2-1 簡(jiǎn)單的不可逆PWM變換器電路</p><p>　　（a）原理圖 （b）電壓和電流波型</p><p>　　電力晶體管VT的基極由頻率為f，其脈沖寬度可調(diào)的脈沖電壓驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)開關(guān)周期T內(nèi)，當(dāng)時(shí)，為正，VT飽和導(dǎo)通，電源電壓通過VT加到電動(dòng)機(jī)電樞兩端；當(dāng)時(shí)，為負(fù)，VT截止，電樞失去電源，經(jīng)二極管VD續(xù)流。電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓為  &

29、#160;  式中，——PWM電壓的占空比，又稱負(fù)載電壓系數(shù)。的變化范圍在0～1之間，改變，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。 圖2-1（b）繪出了穩(wěn)態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞的脈沖端電壓、平均電壓和電樞電流的波型。由圖可見，電流是脈動(dòng)的，其平均值等于負(fù)載電流（——負(fù)載轉(zhuǎn)矩， ——直流電動(dòng)機(jī)在額定磁通下的轉(zhuǎn)矩電流比）。    由于VT在一個(gè)周期內(nèi)具有開關(guān)兩種狀態(tài)，電路電壓平衡方程式也

30、分為兩階段，即</p><p>　　在期間 在期間     式中，R，L——電動(dòng)機(jī)電樞回路的總電阻和總電感；E——電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)。    PWM調(diào)速系統(tǒng)的開關(guān)頻率都較高，至少是1～4kHz，因此電流的脈動(dòng)幅值不會(huì)很大，再影響到轉(zhuǎn)速n和反電動(dòng)勢(shì)E的波動(dòng)就更小，在分析時(shí)可以忽略不計(jì)，視 n和E為恒值。&l

31、t;/p><p>　　這種簡(jiǎn)單不可逆PWM電路中電動(dòng)機(jī)的電樞電流不能反向，因此系統(tǒng)沒有制動(dòng)作用，只能做單向限運(yùn)行，這種電路又稱為“受限式”不可逆PWM電路。這種PWM調(diào)速系統(tǒng)，空載或輕載下可能出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象，系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能均差。</p><p>　　圖2-2（a）所示為具有制動(dòng)作用的不可逆PWM變換電路，該電路設(shè)置了兩個(gè)電力晶體管VT1和VT2，形成兩者交替開關(guān)的電路，提供了反向電流的通

32、路。這種電路組成的PWM調(diào)速系統(tǒng)可在第I、II兩個(gè)象限中運(yùn)行。    VT1和VT2的基極驅(qū)動(dòng)信號(hào)電壓大小相等，極性相反，即。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)平均電流就為正值，電流分為兩段變化。</p><p>　　在期間，為正，VT1飽和導(dǎo)通；為負(fù)，VT2截止。此時(shí)，電源電壓加到電動(dòng)機(jī)電樞兩端，電流沿圖中的回路１流通。在期間，和改變極性，VT1截止，原方向的電流沿

33、回路2經(jīng)二極管VD2續(xù)流，在VD2兩端產(chǎn)生的壓降給VT2施加反壓，使VT2不可能導(dǎo)通。因此，電動(dòng)機(jī)工作在電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，一般情況下實(shí)際上是電力晶體管VT1和續(xù)流二極管VD2交替導(dǎo)通，而VT2則始終不導(dǎo)通，其電壓、電流波型如圖2-2（b）所示，與圖2-1沒有VT2的情況完全一樣。    如果電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)運(yùn)行中要降低轉(zhuǎn)速，可將控制電壓減小，使的正脈沖變窄，負(fù)脈沖變寬，從而使電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓降低。

34、但是由于慣性，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n和反電動(dòng)勢(shì)E來(lái)不及立刻變化，因而出現(xiàn)的情況。這時(shí)電力晶體管VT2能在電動(dòng)機(jī)制動(dòng)中起作用。在期間，VT2在正的和反電動(dòng)勢(shì)E的作用下飽和導(dǎo)通，由E－產(chǎn)生的反向電流沿回路3通過VT2流通，產(chǎn)生能耗制動(dòng)，一部分能量消耗在回路電阻上，一部分轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能存儲(chǔ)在回路電感中，直到t=T為止。在（也就是）期間，因變負(fù)，VT2截止，只能沿回路4經(jīng)二極管VD1續(xù)流，對(duì)電源回饋制動(dòng)，同時(shí)在VD1上產(chǎn)生的壓降使VT1承受反壓而不能導(dǎo)通

35、。在整個(gè)</p><p>　　圖2-2 具有制動(dòng)作用的不可逆PWM變換電路</p><p>　　這種電路構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)還存在一種特殊情況，即在電動(dòng)機(jī)的輕載電動(dòng)狀態(tài)中，負(fù)載電流很小，在VT1關(guān)斷后（即期間）沿回路2徑VD2的續(xù)流電流很快衰減到零，如在圖2-2（d）中的期間的時(shí)刻。這時(shí)VD2兩端的壓降也降為零，而此時(shí)由于為正，使VT2得以導(dǎo)通，反電動(dòng)勢(shì)E經(jīng)VT2沿回路3流過反向電流，產(chǎn)生局部時(shí)

36、間的能耗制動(dòng)作用。到了期間，VT2關(guān)斷，又沿回路4經(jīng)VD1續(xù)流，到時(shí)衰減到零，VT1在作用下因不存在而反壓而導(dǎo)通，電樞電流再次改變方向?yàn)檠鼗芈罚苯?jīng)VT1流通。在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，VT1、VD1、VT2、VD1四個(gè)電力電子開關(guān)器件輪流導(dǎo)通，其電流波形示圖2-2（d）。    綜上所述，具有制動(dòng)作用的不可逆PWM變換器構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)電樞回路中的電流始終是連續(xù)的；而且，由于電流可以反向，系統(tǒng)可以

37、實(shí)現(xiàn)二象限運(yùn)行，有較好的靜、動(dòng)態(tài)性能。   可逆PWM變換器主電路的結(jié)構(gòu)形式有T型和H型兩種，其基本電路如圖2-3所示，圖中（a）為T型PWM變換器電路，（b）為H型PWM變換器電路。</p><p>　　圖2-3 可逆PWM變換器電路 </p><p>　　（a）T型　　 （b）H型</p&g

38、t;<p>　　T型電路由兩個(gè)可控電力電子器件和與兩個(gè)續(xù)流二極管組成，所用元件少，線路簡(jiǎn)單，構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)便于引出反饋，適用于作為電壓低于50V的電動(dòng)機(jī)的可控電壓源；但是T型電路需要正負(fù)對(duì)稱的雙極性直流電源，電路中的電力電子器件要求承受兩倍的電源電壓，在相同的直流電源電壓下，其輸出電壓的幅值為H型電路的一半。H型電路是實(shí)際上廣泛應(yīng)用的可逆PWM變換器電路，它由四個(gè)可控電力電子器件（以下以電力晶體管為例）和四個(gè)續(xù)流二極管組成的橋

39、式電路，這種電路只需要單極性電源，所需電力電子器件的耐壓相對(duì)較低，但是構(gòu)成調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)電樞兩端浮地。    H型變換器電路在控制方式上分為雙極式、單極式和受限單極式三種，本次設(shè)計(jì)我們選擇雙極式H型可逆PWM變換器。主電路如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5 H橋主電路</p><p>　　3.1.2 泵升電路</p>

40、<p>　　當(dāng)脈寬調(diào)速系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由高變低時(shí)（減速或者停車），儲(chǔ)存在電動(dòng)機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)部分的動(dòng)能將變成電能，并通過PWM變換器回饋給直流電源。當(dāng)直流電源功率二極管整流器供電時(shí)，不能將這部分能量回饋給電網(wǎng)，只能對(duì)整流器輸出端的濾波電容器充電而使電源電壓升高，稱作“泵升電壓”。過高的泵升電壓會(huì)損壞元器件，因此必須采取預(yù)防措施，防止過高的泵升電壓出現(xiàn)?？梢圆捎糜煞至麟娮鑂和開關(guān)元件（電力電子器件）VT組成的泵升電壓限制電路，如圖2

41、-6所示。 </p><p>　　圖2-6 泵升電壓限制電路</p><p>　　當(dāng)濾波電容器C兩端的電壓超過規(guī)定的泵升電壓允許數(shù)值時(shí)，VT導(dǎo)通，將回饋能量的一部分消耗在分流電阻R上。這種辦法簡(jiǎn)單實(shí)用，但能量有損失，且會(huì)使分流電阻R發(fā)熱，因此對(duì)于功率較大的系統(tǒng)，為了提高效率，可以在分流電路中接入逆變，把一部分能量回饋到電網(wǎng)中去。但這樣系統(tǒng)就比較復(fù)雜了，我們就不選擇這種方式了。</p&

42、gt;<p><b>　　3.2 參數(shù)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1 IGBT管的參數(shù)</p><p>　　IGBT（Insulated Gate Bipolor Transistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。這種器件具有MOS門極的高速開關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。其開關(guān)速度可達(dá)1mS，額定電流密度100A/cm2

43、，電壓驅(qū)動(dòng)，自身?yè)p耗小。其符號(hào)和波形圖如圖2-6所示。設(shè)計(jì)中選的IGBT管的型號(hào)是IRGPC50U,它的參數(shù)如下：</p><p>　　管子類型：NMOS場(chǎng)效應(yīng)管</p><p>　　極限電壓Vm：600V極限電流Im：27 A耗散功率P：200 W </p><p>　　額定電壓U：220V</p><p>　　額定電流I：1.2A&l

44、t;/p><p>　　圖2-7 IGBT信號(hào)及波形圖</p><p>　　3.2.2 緩沖電路參數(shù)</p><p>　　如圖2-3(b)所示，H橋電路中采用了緩沖電路，由電阻和電容組成。 IGBT的緩沖電路功能側(cè)重于開關(guān)過程中過電壓的吸收與抑制，這是由于IGBT的工作頻率可以高達(dá)30-50kHz；因此很小的電路電感就可能引起頗大的，從而產(chǎn)生過電壓，危及IGBT的安全。逆

45、變器中IGBT開通時(shí)出現(xiàn)尖峰電流，其原因是由于在剛導(dǎo)通的IGBT負(fù)載電流上疊加了橋臂中互補(bǔ)管上反并聯(lián)的續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流，所以在此二極管恢復(fù)阻斷前，剛導(dǎo)通的IGBT上形成逆變橋臂的瞬時(shí)貫穿短路，使出現(xiàn)尖峰，為此需要串入抑流電感，即串聯(lián)緩沖電路，或放大IGBT的容量。</p><p>　　緩沖電路參數(shù)：經(jīng)實(shí)驗(yàn)得出緩沖電路電阻R=10K；電容。</p><p>　　3.2.3 泵升電路參

46、數(shù)</p><p>　　如圖2-6所示，泵升電路由一個(gè)電容量大的電解電容、一個(gè)電阻和一個(gè)VT組成。</p><p>　　泵升電路中電解電容選取C=2000；電壓U=450V；VT選取IRGPC50U 型號(hào)的IGBT管；電阻選取R=20。</p><p>　　第四章PWM控制直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1

47、 檢測(cè)環(huán)節(jié)</b></p><p>　　4.1.1電流檢測(cè)環(huán)節(jié)</p><p>　　電流反饋環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)是主電路的電流量，經(jīng)變換后獲得輸出為直流電壓的反饋量，根據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)的組成，常用的電流反饋方式和檢測(cè)元件有下面幾種：</p><p>　　1.利用整流橋直流側(cè)的電阻作檢測(cè)元件</p><p>　　在主電路直流側(cè)串接低阻值電

48、阻以取得電流檢測(cè)信號(hào)，如圖4-1所示。這種電流檢測(cè)方法，在電阻上會(huì)產(chǎn)生壓降或損耗。有時(shí)可利用電動(dòng)機(jī)的換向繞組和補(bǔ)償繞組上的壓降作為電流信號(hào)。上述方法主電路與控制電路在電路上需接入電流隔離器。將作為隔離輸入信號(hào)，隔離器的輸出再作為電流反饋信號(hào)。</p><p>　　2.以交流電流互感器作為檢測(cè)元件</p><p>　　對(duì)于整流電路而言，輸出的直流電流與交流側(cè)的輸入電流有一定的關(guān)系，即<

49、/p><p>　　式中，為與整流電路型式有關(guān)的比例關(guān)系，如三相橋式電路，。</p><p>　　所以可以采用交流電流互感器檢測(cè)，然后經(jīng)整流后獲得，以反映直流電流的大小，但不反映電流極性。這種檢測(cè)方式線路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、隔離性好，得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　電流互感器的聯(lián)接方法，在單相電路中其聯(lián)接比較簡(jiǎn)單在三相電路中，一般有兩種，Y形（用三臺(tái)電流互感器）和V形（用兩臺(tái)

50、）聯(lián)結(jié)，線路見圖4-2。</p><p>　　對(duì)于定型生產(chǎn)的電流互感器，額定容量是10（或15）VA，二次電流是5A，允許負(fù)載電阻很小，得不到一般控制系統(tǒng)所需10V以上的電壓，故應(yīng)采用LZK-1系列控制專用電流互感器。在200A以上的大容量系統(tǒng)中，常采用在標(biāo)準(zhǔn)互感器后面再加一級(jí)5A：0.1A的互感器，以擴(kuò)大互感器變壓比，使二次電流減小，負(fù)載電阻可達(dá)200Ω以上，可滿足系統(tǒng)對(duì)反饋信號(hào)電壓較大的要求。線路見圖4-3。

51、使用交流互感器應(yīng)注意下面幾點(diǎn)：</p><p>　　1)交流互感器一次電流應(yīng)根據(jù)整流裝置輸出最大電流來(lái)選擇。</p><p>　　2)工作時(shí)二次繞組不允許開路，以防人身和設(shè)備事故。 </p><p>　　3)二次繞組一端應(yīng)接地．</p><p>　　4)帶負(fù)載情況下，拆除二次繞組時(shí)，首先應(yīng)將其短路．</p><p&

52、gt;　　5)具有續(xù)流二極管的半控橋式整流電路不能采用交流檢測(cè)．</p><p>　　6)交流互感器正常工作時(shí)不允許飽和。如在三相零式整流電路中采用交流側(cè)檢測(cè)方案，則電流互感器應(yīng)改為曲折聯(lián)接，以免引起交流互感器的直流磁化而無(wú)法工作。</p><p>　　3．以直流電流互感器作為檢測(cè)元件</p><p>　　直流電流互感器實(shí)際上是一個(gè)由交、直流同時(shí)控制的磁性元件，直流

53、電流變化時(shí)，磁路中的磁化狀態(tài)發(fā)生變化，從而使其二次側(cè)交流輸出量發(fā)生改變，然后經(jīng)整流后得到反饋信號(hào)。圖4－5是其兩種形式的聯(lián)結(jié)方式。</p><p>　　采用直流互感器檢測(cè)比交流互感器復(fù)雜，快速性稍差．但它用一臺(tái)直流互感器取代三臺(tái)交流互感器，使檢測(cè)裝置大為簡(jiǎn)化，且輸出信號(hào)功率大，具有電氣隔離．目前國(guó)內(nèi)定型生產(chǎn)的BLZ系列產(chǎn)品已被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　4．以霍爾效應(yīng)電流變換器作為檢測(cè)

54、元件</p><p>　　霍爾變換器的線性度好、無(wú)慣性、裝置簡(jiǎn)單，但是輸出電壓一般為mV級(jí)，使用時(shí)須附加電壓放大器。此外由于霍爾元件薄而脆，安裝和使用時(shí)須特別小心，并應(yīng)采取措施防止外界電磁干擾。其線路原理可參閱有關(guān)專業(yè)書刊。</p><p>　　由此可見，系統(tǒng)對(duì)于電流反饋環(huán)節(jié)的基本要求是：</p><p>　　1)電流反饋信號(hào)要保證10V左右。信號(hào)大小取決于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

55、器ASR輸出限幅值的整定，即 。</p><p>　　2)對(duì)電流反饋信號(hào)要求進(jìn)行濾波，濾掉交流分量。但濾波時(shí)間常數(shù)不得過大，否則將使電流環(huán)的等效時(shí)間常數(shù)過大，限制了電流環(huán)頻帶的展寬，影響電流響應(yīng)的快速性．為抵消電流反饋通道濾波慣性的影響，在電流調(diào)節(jié)器給定通道需設(shè)置給定濾波環(huán)節(jié)。并使兩者時(shí)間常數(shù)大小相等。見圖4－6。 </p><p>　　4.1.2電壓檢測(cè)環(huán)節(jié) </p>

56、;<p>　　在調(diào)速系統(tǒng)中常用整流裝置主回路的直流電壓作為電壓反饋信號(hào)，最簡(jiǎn)單的方法是在盡量靠近電動(dòng)機(jī)電樞兩端的位置（主回路平波電抗器之后），直接引出直流電壓反饋信號(hào)，但其輸入與輸出之間沒有電氣隔離，容易造成事故。這種方法只適用于小容量系統(tǒng)中。 </p><p>　　在較大容量系統(tǒng)中，主回路直流電壓都在數(shù)百伏以上，而控制回路電壓一般都在±15v左右，故必須設(shè)置直流電壓隔離器。利用直流

57、電壓隔離器，將輸入的直流電壓U_調(diào)制成方波，通過變壓器的磁耦合，再將交流方波解調(diào)成較小的直流反饋信號(hào)，如圖4－7所示。</p><p>　　直流電壓隔離器常用的有二極管開關(guān)型、三極管開關(guān)型和利用晶閘管(1A以下)的反向開關(guān)特性組成的晶閘管型電壓隔離器。前兩種，不僅能反映直流電壓大小，又能反映電壓方向，故既可用于不可逆調(diào)速系統(tǒng)，也適用于可逆系統(tǒng)；而后者僅能反映電壓大小，故只能用于不可逆系統(tǒng)。由于后者具有電路簡(jiǎn)單、調(diào)

58、整方便、線性度好等特點(diǎn)，故在不可逆系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　4.2 調(diào)節(jié)器的選擇與調(diào)整</p><p>　　作為系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)的調(diào)節(jié)器，是控制電路的關(guān)鍵部件，在系統(tǒng)中使用各種類型的調(diào)節(jié)器可實(shí)現(xiàn)輸入輸出的P、I、D、PI、PD、PID等多種運(yùn)算關(guān)系。調(diào)節(jié)器的選擇與參數(shù)整定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中極其重要的一環(huán)，它對(duì)系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的優(yōu)劣起著決定作用。調(diào)速系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)器的一般要求是：

59、 </p><p>　　1) 節(jié)器須能夠調(diào)零，如果調(diào)節(jié)器在比例狀態(tài)下不能調(diào)零，當(dāng)輸入為零時(shí)，輸出較大，則應(yīng)更換器件。</p><p>　　2) 過調(diào)整消振電路參數(shù)，能消除高頻振蕩。</p><p>　　3) 節(jié)器的正、負(fù)輸出電壓不能過小，一般要求輸出電壓接近直流穩(wěn)壓電源電壓(±15v)。對(duì)于PI調(diào)節(jié)器一般都要求輸出限幅。</p><

60、;p>　　4) 調(diào)速系統(tǒng)中具有積分作用的電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，必須設(shè)置調(diào)節(jié)器鎖零環(huán)節(jié)。</p><p>　　5) 節(jié)器的工作電源為直流穩(wěn)壓電源（±15v或±12v）。</p><p>　　4.2.1 調(diào)節(jié)器限幅</p><p>　　調(diào)速系統(tǒng)中，為了保護(hù)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的安全，須限制電動(dòng)機(jī)的最大電流、最大電壓以及晶閘管變流裝置的和角等，一般都要

61、求對(duì)調(diào)節(jié)器輸出限幅。調(diào)節(jié)器輸出限幅值的計(jì)算與整定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試工作中十分重要的環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)限幅的方法大體有兩類，即外限幅和內(nèi)限幅，電路圖如圖4-10所示。圖4-9就是利用二極管箝位的內(nèi)限幅電路。 </p><p>　　4.2.2調(diào)節(jié)器鎖零</p><p>　　前已述及，系統(tǒng)中引入PI調(diào)節(jié)器，即使系統(tǒng)在停車期間，未加給定信號(hào)，由于其積分作用，調(diào)節(jié)器在干擾信號(hào)作用下也會(huì)有較大的輸出電壓。這個(gè)輸

62、出信號(hào)送給觸發(fā)裝置，就會(huì)使觸發(fā)脈沖從初始相位(90º)前移而使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，這在控制上是不允許的。所以在系統(tǒng)給出起動(dòng)指令之前，必須對(duì)具有積分作用的調(diào)節(jié)器鎖零，即把它的輸出鎖到零電位上。</p><p>　　4.3 系統(tǒng)的給定電源、給定積分器</p><p>　　4.3.1給定電源GS</p><p>　　在閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速總是緊緊地跟隨給定量而變化。給定

63、電源的質(zhì)量在保證系統(tǒng)正常工作中是十分重要的，因此高精度的調(diào)速系統(tǒng)必績(jī)要有更高精度的給定穩(wěn)壓電源作保證。所以，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案、擬定控制電路時(shí)，必須十分注意對(duì)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與選擇。由三端集成穩(wěn)壓器件所組成的穩(wěn)壓電源，線路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)整方便，已逐漸取代分立元件，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用這種集成穩(wěn)壓源，以保證系統(tǒng)的可靠工作．為防止大幅度電網(wǎng)電壓波動(dòng)給穩(wěn)壓電源工作帶來(lái)的困難，目前已普遍采用恒壓變壓器作為穩(wěn)壓電

64、源的電源變壓器。這些在設(shè)計(jì)時(shí)都需引起注意。</p><p>　　4.3.2給定積分器</p><p>　　在VTH直流調(diào)速系統(tǒng)中，突加轉(zhuǎn)速給定信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)在最大允許電流下實(shí)現(xiàn)恒流起動(dòng)，轉(zhuǎn)速以最大加速度上升，滿足最短時(shí)間控制。但一般直流電動(dòng)機(jī)不允許過大的電流上升率；有些生產(chǎn)設(shè)備本身不能承受過大的機(jī)械沖擊，或生產(chǎn)工藝過程要求系統(tǒng)起、制動(dòng)平穩(wěn)，超調(diào)量小。所以這時(shí)系統(tǒng)不能采用階躍給定方法，而采用

65、給定積分器作為給定裝置，利用其輸出得到不同斜率的斜坡速度給定信號(hào)，滿足系統(tǒng)的要求。</p><p>　　典型的給定積分器線路在控制系統(tǒng)中是一個(gè)通用的控制單元插件。圖4－13是一種給定積分器的典型線路。</p><p>　　轉(zhuǎn)速給定信號(hào)u0的上升率有三種方法：改變電阻R；改變電容C；調(diào)節(jié)電壓u2。調(diào)整時(shí)，通過調(diào)節(jié)電位器RP或改變N1的輸出限幅(調(diào)整RPl、RP2)的方法改變u2比較方便靈活，

66、故應(yīng)用時(shí)多采用這種方法。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，給定積分器的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)大小相等。</p><p>　　為防止給定積分器輸出電壓出現(xiàn)超調(diào)，可在反饋回路引入R1、C1組成的微分負(fù)反饋。</p><p>　　4.4 觸發(fā)電路的確定</p><p>　　在晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)中，觸發(fā)裝置是十分重要的控制單元。目前觸發(fā)裝置的種類很多，具體電路各式各樣，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際

67、需要合理地選擇觸發(fā)電路。</p><p>　　4.4.1 選用觸發(fā)電路時(shí)須考慮的因素。</p><p>　　系統(tǒng)對(duì)觸發(fā)電路的要求是設(shè)計(jì)和選擇觸發(fā)電路的依據(jù)，我們?cè)谶x用時(shí)應(yīng)考慮下列一些問題：</p><p>　　1）觸發(fā)電路的工作一定要十分可靠。這一點(diǎn)對(duì)可逆系統(tǒng)來(lái)說(shuō)尤為重要</p><p>　　2）移相范圍應(yīng)滿足系統(tǒng)要求。對(duì)于不同整流型式，不同

68、負(fù)載性質(zhì)，其移相范圍要求也不同。晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)，電感性負(fù)載(電流連續(xù))，若采用三相零式或三相全控橋線路，對(duì)不可逆系統(tǒng)，要求α=0~900；對(duì)可逆系統(tǒng)，則要求α=0~1800。實(shí)際系統(tǒng)中，因有αmin和βmin角的限制，故移相范圍小于1800。</p><p>　　同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，移相范圍可超過1800；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路，其移相范圍小于1800；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路的移相范圍只有1500左右

69、。</p><p>　　3）不同整流電路對(duì)脈沖寬度的要求不同。對(duì)單相、三相半波和三相橋式半控整流電路，應(yīng)選擇單脈沖觸發(fā)電路；對(duì)于三相橋式全控整流電路，應(yīng)選擇雙窄脈沖或?qū)捗}沖觸發(fā)電路。對(duì)于一些容量不大、對(duì)觸發(fā)要求不高的系統(tǒng)，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的觸發(fā)電路；一般情況下可使用由分立元件組成的觸發(fā)電路或集成移相觸發(fā)電路；必要時(shí)可采用微機(jī)觸發(fā)電路。</p><p>　　4）觸發(fā)電路輸入輸出特性線性度要好，以

70、提高系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路線性度好，適用于要求調(diào)速范周寬的系統(tǒng)；同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路線性度稍差；單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，其線性度更差，且有一段死區(qū)，一般用于小容量單相晶閘管系統(tǒng)中。</p><p>　　5）要求觸發(fā)器工作對(duì)電網(wǎng)電壓敏感。同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路和同步信號(hào)為正弦波的觸發(fā)電路相比較，前者較后者好。</p><p>　　6）觸發(fā)脈沖信號(hào)應(yīng)有足夠的功率

71、(電壓、電流)和一定的寬度。 </p><p>　　7）在大功率裝置中，當(dāng)晶閘管采用串、并聯(lián)時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)，提高脈沖前沿陡度，保證同臂元件導(dǎo)通的同時(shí)性。</p><p>　　8）最好采用集成電路觸發(fā)裝置，使元件、焊點(diǎn)、接插件、走線數(shù)量減少，簡(jiǎn)化控制線路，提高系統(tǒng)可靠性。</p><p>　　9）在實(shí)際應(yīng)用中一般應(yīng)采取防止誤觸發(fā)的具體措施。</p>

72、<p>　　10）對(duì)于共陰極接法的零式（半波）整流電路或半控橋式整流電路，可采用一套觸發(fā)裝置對(duì)所有的晶閘管同時(shí)進(jìn)行觸發(fā)控制。其余的整流電路形式，一個(gè)觸發(fā)脈沖只能觸發(fā)一個(gè)晶閘管。</p><p>　　4.4.2 觸發(fā)電路同步電壓的選取</p><p>　　為了讓變流器按規(guī)律正確工作，同步電壓的相位極為重要，它應(yīng)能準(zhǔn)確提供自然換相點(diǎn)，保證在移相范圍內(nèi)對(duì)晶閘管元件進(jìn)行移相控制，從而可

73、對(duì)輸出電壓進(jìn)行連續(xù)控制。</p><p>　　在已知整流變壓器的接線組別，選擇同步變壓器時(shí)的定相步驟如下：</p><p>　　1）據(jù)整流變壓器的接線組別，繪制主電路變壓器次級(jí)電壓的向量圖，有VT1的移相范圍和觸發(fā)電路移相控制原理，確定觸發(fā)電路需要的同步信號(hào)us2的相位。</p><p>　　2）選取超前us2相位π/3或π/6的電壓為同步電壓us1，確定阻容濾波器

74、；由相控觸發(fā)電路同步方式確定同步變壓器次級(jí)相數(shù)；由主電路電壓向量圖及對(duì)us1的相位要求確定同步變壓器的接線組別。</p><p>　　3）按相位關(guān)系選取其他元件的同步電壓。當(dāng)為三相橋式全控變流電路且為按元件獨(dú)立同步時(shí)，各元件的同步電壓應(yīng)按順序滯后π/3，從而可以確定其他各元件的同步電壓us1。</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)方案圖：</b></p>

75、<p>　　第五章 課程設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)</p><p>　　直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)：功率Pe＝22KW，額定電壓Ue=220V，額定電流Ie=116A,磁極對(duì)數(shù)P=2，ne=1500r/min,勵(lì)磁電壓220V,電樞繞組電阻Ra=0.112Ω,主電路總電阻R＝0.32Ω，L∑＝37.22mH(電樞電感、平波電感和變壓器電感之和)，電磁系數(shù)Ce=0.138 Vmin／r，Ks=22，電磁時(shí)間常數(shù)TL=0.116

76、ms，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.157ms，濾波時(shí)間常數(shù)Ton=Toi=0.00235s，過載倍數(shù)λ＝1.5，電流給定最大值，速度給定最大值</p><p><b>　　第六章 參數(shù)計(jì)算</b></p><p>　　6.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　按所用運(yùn)算放大器取=20K，，電樞回路總電阻R=20</p><p&g

77、t;　　ACR積分時(shí)間常數(shù)， 電流環(huán)開環(huán)增益：要求時(shí)應(yīng)取</p><p>　　因此 </p><p>　　于是，ACR的比例系數(shù)為 </p><p>　　計(jì)算控制器的電阻電容值</p><p>　　,取50K </p><p>　　如圖5-1所示，為電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。</p

78、><p>　　圖5-1電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　6.2速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)</p><p>　　在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器時(shí)，可把已設(shè)計(jì)好的電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)。為此，需求出它的等效傳遞函數(shù)：</p><p><b>　　近似條件:</b></p><p>　　用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替電流

79、閉環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如6-8（a）所示。把給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為U*n(s)/α；再把時(shí)間常數(shù)為Ton和2T∑i的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為T∑n的慣性環(huán)節(jié)，且T∑n=Ton+2T∑I,，則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)圖可轉(zhuǎn)化成圖6-8（b）。</p><p>　　圖6-8 轉(zhuǎn)速環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　要把轉(zhuǎn)速環(huán)校正成典型Ⅱ型系

80、統(tǒng)，ASR也應(yīng)采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)</p><p>　　為 </p><p>　　式中 Kn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù);</p><p>　　τn—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 </p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)選用典型Ⅱ型系統(tǒng)的原因：</p><p>　　1).

81、系統(tǒng)在負(fù)載擾動(dòng)作用下，動(dòng)態(tài)速降要小。</p><p>　　2). ST飽和時(shí)，速度環(huán)退飽和超調(diào)量不大。</p><p>　　3). 速度環(huán)基本上是恒值系統(tǒng)。</p><p><b>　　參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　按所用運(yùn)算放大器取=20K 電流反饋系數(shù)：=0.5v/A </p><p&

82、gt;　　轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)：=0.007v·min/r =0.132v·min/r =0.18s </p><p>　　電樞回路總電阻R=20 =0.0234s 0.01s</p><p>　　—轉(zhuǎn)速控制器的積分時(shí)間常數(shù) 一般選h=5 </p><p>　　根據(jù)公式 </p><p>　　經(jīng)計(jì)算得出= 2.17

83、 ； </p><p>　　轉(zhuǎn)速控制器電阻電容值</p><p><b>　　取50K</b></p><p>　　如圖6-2所示，為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖。</p><p>　　圖6-2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b&

84、gt;</p><p>　　通過兩周的課程設(shè)計(jì)，首先對(duì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有了更深的認(rèn)識(shí)，加深了理解，是對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的一次很好的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計(jì)，我不僅在知識(shí)上有了進(jìn)一步的鞏固和提高，在求學(xué)和研究的心態(tài)上也有不小的進(jìn)步。我想無(wú)論是在學(xué)習(xí)還是在生活上只有自己有心去學(xué)習(xí)和參與才可能有收獲，這也算是這次設(shè)計(jì)給我的一點(diǎn)小小的感悟。</p><p>　　以前一直覺得理論知識(shí)離我們很遠(yuǎn)，經(jīng)過課程

85、設(shè)計(jì)，才發(fā)現(xiàn)理論知識(shí)與生活的聯(lián)系。這大大激發(fā)了我學(xué)習(xí)書本知識(shí)的興趣。再者我們學(xué)習(xí)的是工科，不單純只是理論方面的的工作，還應(yīng)該考慮到實(shí)際情況。</p><p>　　總之，在設(shè)計(jì)過程中，我不僅學(xué)到了以前從未接觸過的新知識(shí)，而且學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)，面對(duì)，分析，解決新問題的能力，不僅學(xué)到了知識(shí)，又鍛煉了自己的能力，使我受益非淺。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

86、lt;/p><p>　　電力電子技術(shù)、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)</p><p>　　夏得砛，翁貽方.自動(dòng)控制理論．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．第2版．機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)．第4版．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>

87、;　　楊興姚．電動(dòng)機(jī)調(diào)速的原理及系統(tǒng)．北京水利電力出版社，2003</p><p>　　劉軍．孟祥忠．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)．機(jī)械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　王華強(qiáng). 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法的探討. 荊門職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2002</p><p>　　吳守箴，藏英杰.電氣傳動(dòng)的脈寬調(diào)制控制技術(shù)[M] .機(jī)械工業(yè)出版社，1995</p>

88、;<p>　　William L.Brogan, Ph.D. Modern Control Theory．NewJersey：Prentice-Hall，Inc.1985</p><p>　　Leonhard W.Control of Electrical Drives.Springer-Verlag，Inc.2001</p><p>　　Kuo B.C.Automatic