運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)《二十四寸圓盤拉伸機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》

1、<p><b>　　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　二十四寸圓盤拉伸機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué) 號(hào)

2、： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　日 期： </p><p>&l

3、t;b>　　前言</b></p><p>　　《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》是普通高等工科學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)和控制相關(guān)專業(yè)的主要課程，而本次運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》這門課程后一個(gè)重要性的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過把理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，加深對(duì)這門課程的理解和掌握其精髓，通過實(shí)踐鞏固理論知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合，為今后解決實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也加強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，培養(yǎng)迅速把理論知識(shí)運(yùn)用

4、于實(shí)踐的能力。</p><p>　　在《運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》理論課程中，我們學(xué)習(xí)了閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)，雙閉環(huán)直流調(diào)速和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)，直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)字控制，可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，閉環(huán)控制的異步電機(jī)變壓調(diào)速系統(tǒng)，籠型異步電機(jī)變頻變壓調(diào)速系統(tǒng)等方面的知識(shí)。通過該課程設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握，了解電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的基本原理和設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。并對(duì)工業(yè)自動(dòng)化中的相關(guān)常識(shí)得到了解，同時(shí)對(duì)工業(yè)自

5、動(dòng)化的各種繪圖工具進(jìn)行深層次的掌握，訓(xùn)練作為一名控制工程師在各個(gè)方面的綜合能力，為今后在工作崗位上奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　眾所周知，直流電機(jī)在現(xiàn)代工業(yè)中是一種很重要的電機(jī)．它可以作電動(dòng)機(jī)使用，也可以作發(fā)電機(jī)使用，此外還有其它特殊的用途。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，在許多需要調(diào)速或快速正反向的電力拖動(dòng)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，在電力電子變換器中以晶閘管為主的可控器件

6、已經(jīng)基本被功率開關(guān)器件所取代，因而變換技術(shù)也由相位控制轉(zhuǎn)變成脈寬調(diào)制（PWM）；交流可調(diào)拖動(dòng)系統(tǒng)正逐步取代直流拖動(dòng)系統(tǒng)。然而，直流拖動(dòng)控制畢竟在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且我國早期的許多工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械都是采用直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)，所以它在工業(yè)生產(chǎn)中還占有相當(dāng)大的比重，短時(shí)間內(nèi)不可能完全被交流拖動(dòng)系統(tǒng)所取代。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第

7、一章 設(shè)計(jì)概述1</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的1</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　1.3 課題設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　第二章 調(diào)速方案選擇3</p><p>　　2.1 直流調(diào)速的一般原理3</p><p>　　2.2 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

8、4</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)5</p><p>　　2.4 帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)7</p><p>　　2.5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)8</p><p>　　第三章 調(diào)速系統(tǒng)主回路的設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.1主回路的電氣原理圖11</p><p&g

9、t;　　3.2主電路的過電壓和過電流保護(hù)12</p><p>　　3.3主回路的參數(shù)計(jì)算12</p><p>　　3.3.1確定變壓器的參數(shù)，變壓器為消除三次諧波而采用接法。12</p><p>　　3.3.2可控硅元件參數(shù)的選擇：13</p><p>　　3.3.3平波電感器的參數(shù)計(jì)算：13</p><p>

10、;　　3.3.4電動(dòng)機(jī)電樞電感的計(jì)算14</p><p>　　3.3.5變壓器漏電感的計(jì)算14</p><p>　　3.3.6快速熔斷器的選擇14</p><p>　　4.1邏輯無環(huán)流系統(tǒng)15</p><p>　　4.2邏輯裝置的組成與分析：18</p><p>　　4.3各功能模塊的實(shí)現(xiàn)18</p&

11、gt;<p>　　4.3.1速度調(diào)節(jié)器18</p><p>　　第五章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的常規(guī)工程設(shè)計(jì)27</p><p>　　5.1調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)計(jì)算27</p><p>　　5.1.1系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖27</p><p>　　5.1.2系統(tǒng)的靜態(tài)特性29</p><p>　　5.2調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)

12、態(tài)計(jì)算29</p><p>　　5.2.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.2.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)33</p><p>　　第六章 系統(tǒng)的調(diào)試36</p><p>　　6.1系統(tǒng)的安裝及檢查36</p><p>　　6.2系統(tǒng)的調(diào)試36</p><p>　　6.2.1調(diào)試

13、順序36</p><p>　　6.2.2控制單元的調(diào)試37</p><p>　　6.2.3主電路及保護(hù)電路37</p><p>　　6.2.4電流環(huán)的調(diào)試38</p><p>　　6.2.5速度環(huán)的調(diào)試38</p><p>　　6.2.6可逆運(yùn)行調(diào)試39</p><p>　　第七章

14、心得體會(huì)39</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b>　　第一章 設(shè)計(jì)概述</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化專業(yè)的主干專業(yè)課，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性、實(shí)踐性和工程背景，運(yùn)動(dòng)控

15、制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的知識(shí)和理論分析個(gè)解決運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題，使學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序、規(guī)范和方法，提高學(xué)生調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)及正確使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)等工具書的能力，理解分析、制定設(shè)計(jì)方案的能力，設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖能力，實(shí)驗(yàn)研究及系統(tǒng)調(diào)試能力，編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p&

16、gt;<p>　?。?）根據(jù)工藝要求，論證、分析、設(shè)計(jì)主電路和控制電路方案，繪出該系統(tǒng)的原理圖（2號(hào)圖紙）。</p><p>　　（2）設(shè)計(jì)組成該系統(tǒng)的各單元，分析說明。</p><p>　?。?）選擇主電路的主要設(shè)備，計(jì)算其參數(shù)（含整流變壓器的容量S，電抗器的電感量L，晶閘管的電流、電壓定額，快熔的容量等），并說明保護(hù)元件的作用（必須有電流和電壓保護(hù)）。</p>

17、<p>　?。?）設(shè)計(jì)電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)（或張力環(huán)），確定ASR和ACR（或張力調(diào)節(jié)器ZL）的結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù)。</p><p>　?。?）結(jié)合實(shí)驗(yàn)，論述該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性。</p><p>　　1.3 課題設(shè)計(jì)要求</p><p>　　二十四寸圓盤拉伸機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　二十四寸圓盤拉伸機(jī)主要用來加工各種型

18、號(hào)的銅、鋁毛細(xì)管的專用生產(chǎn)機(jī)械，它由放線機(jī)、模具、拉伸機(jī)、夾鉗臂、剪線鉗、靠輪及收線機(jī)等組成。拉伸機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的大體輪廓，其中放線機(jī)、拉伸機(jī)及收線機(jī)分別用三臺(tái)直流電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，而靠輪。夾鉗臂及剪線鉗由氣動(dòng)閥來控制。</p><p>　　生產(chǎn)過程及對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求</p><p><b>　　1生產(chǎn)過程：</b></p><p>　　2對(duì)電氣控制

19、的系統(tǒng)要求</p><p>　　拉伸機(jī)定位要準(zhǔn)確，系統(tǒng)的制動(dòng)性能好；</p><p>　　拉、收、放電機(jī)的線速度要嚴(yán)格保持協(xié)調(diào)，自動(dòng)跟蹤拉伸機(jī)速度，系統(tǒng)快速性好。</p><p>　　靠輪靠緊的拉伸機(jī)圓盤后、剪線鉗才剪斷線頭，以保證順利拉伸；</p><p>　　具有完善的連鎖及保護(hù)功能；</p><p>　　有自動(dòng)/

20、手動(dòng)切換功能</p><p>　　設(shè)計(jì)要求:只設(shè)計(jì)圓盤拉伸機(jī)控制系統(tǒng)。</p><p>　　技術(shù)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量，空載啟動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量</p><p><b>　　直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)</b></p><p>　　=40Kw，=440v，=104A，=1000r /min, =0.5Ω，電樞回路總電阻R

21、=0.5Ω，電流過載倍數(shù)λ=1.8，=77.5</p><p>　　第二章 調(diào)速方案選擇</p><p>　　在進(jìn)行調(diào)速方案選擇之前，先來簡(jiǎn)要介紹一下直流調(diào)速的一般原理。</p><p>　　2.1 直流調(diào)速的一般原理</p><p>　　理想化直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速方程可表示為：</p><p>　　式中n——轉(zhuǎn)

22、速（r/min）；</p><p>　　U——電樞電壓（V）；</p><p>　　I——電樞電流（A）；</p><p>　　R——電樞回路總電阻（）；</p><p>　　——?jiǎng)?lì)磁磁通（Wb）；</p><p>　　——由電機(jī)結(jié)構(gòu)決定的電動(dòng)勢(shì)常數(shù)；</p><p>　　在上式中，是常數(shù)，電流

23、I是由負(fù)載決定的，因此調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可以有三種方法：</p><p>　　調(diào)節(jié)電樞供電電壓U；</p><p><b>　　減弱勵(lì)磁磁通；</b></p><p>　　改變電樞回路電阻R。</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，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。改變電阻只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速；減弱磁通

24、雖然能夠平滑調(diào)速，但是調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上小范圍的弱磁升速。因此，自動(dòng)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以變壓調(diào)速為主。以下介紹在直流調(diào)速系統(tǒng)中比較常用的開環(huán)控制、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋控制、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制等控制方法。</p><p>　　2.2 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖如下圖2-2-1：</p><p>　　

25、圖2-2-1晶閘管——電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(V——M系統(tǒng))原理圖</p><p>　　圖2-2-1中VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變整流電壓Ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。</p><p>　　這里對(duì)晶閘管可控整流器的移相控制是關(guān)鍵。鋸齒波同步移相觸發(fā)電路將在第三章介紹。其整流原理為三相橋式全控整流，基本原理見下圖2-2-2。通過改變觸發(fā)角從而改變

26、Ud以進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　　圖2-2-2三相橋式全控整流電路</p><p>　　開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)控制電路簡(jiǎn)單，有利于在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)，并且能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級(jí)調(diào)速。如果負(fù)載的生產(chǎn)工藝對(duì)運(yùn)行時(shí)的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是可以滿住要求的。</p><p>　　然而，開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)沒有控制結(jié)果的反饋，控制精度不高，在需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械對(duì)靜差率有一定的

27、要求的場(chǎng)合往往不能滿住要求。例如龍門刨床，由于毛坯表面粗糙不平，加工時(shí)負(fù)載大小常有波動(dòng)，但是為了保證工件的加工精度和加工后的表面潔凈度，加工過程中的速度卻必須基本穩(wěn)定，也就是說，靜差率不能太大。這時(shí)就不能使用開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)了。</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　為了提高直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)，通常采用閉環(huán)控制系統(tǒng)(包括單閉環(huán)系統(tǒng)和多閉環(huán)系統(tǒng))。

28、對(duì)調(diào)速指標(biāo)要求不高的場(chǎng)合，采用單閉環(huán)系統(tǒng)，而對(duì)調(diào)速指標(biāo)較高的則采用多閉環(huán)系統(tǒng)。按反饋的方式不同可分為轉(zhuǎn)速反饋，電流反饋，電壓反饋等。在單閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)使用較多。</p><p>　　轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖如下圖2-3-1：</p><p>　　圖2-3-1轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖</p><p>　　圖2-3-2轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><

29、;p>　　可見轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)際上是開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的“閉環(huán)化”。轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)將反映轉(zhuǎn)速變化的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)轉(zhuǎn)化與給定信號(hào)相比較并經(jīng)放大后，得到移相控制電壓UCt，用作控制整流橋的“觸發(fā)電路”，觸發(fā)脈沖經(jīng)功放后加到晶閘管的門極和陰極之間，以改變“三相全控整流”的輸出電壓，這就構(gòu)成了速度負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)速隨給定電壓變化，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速由速度調(diào)節(jié)器的輸出限幅所決定，速度調(diào)節(jié)器采用P（比例）調(diào)節(jié)對(duì)階躍輸入有穩(wěn)態(tài)誤差

30、，要想消除上述誤差，則需將調(diào)節(jié)器換成PI(比例積分)調(diào)節(jié)。這時(shí)當(dāng)“給定”恒定時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)速度變化起到了抑制作用，當(dāng)電機(jī)負(fù)載或電源電壓波動(dòng)時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)變化。</p><p>　　與開換系統(tǒng)相比，轉(zhuǎn)速單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)性能更為穩(wěn)定。根據(jù)轉(zhuǎn)速單閉環(huán)系統(tǒng)原理圖作如下分析：</p><p>　　轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式</p><p>

31、　　n=Kp*Ks*U1/Ce(1+K)-Id*R/Ce(1+K)</p><p>　　式中：Kp—放大器的電壓放大系數(shù);</p><p>　　Ks—電力電子變換器的電壓放大系數(shù);</p><p><b>　　α—轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)</b></p><p><b>　　U1—給定電壓</b></p&

32、gt;<p>　　設(shè)K= Kp* Ks*α/ Ce</p><p><b>　　閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降</b></p><p>　　ΔNcl=R*Id/(Ce(1+K))</p><p><b>　　閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率</b></p><p>　　Scl=ΔNcl/Nn</p>

33、<p><b>　　調(diào)速范圍</b></p><p>　　Dcl=Nn*s/( ΔNcl*(1-s))</p><p>　　可見經(jīng)過適當(dāng)調(diào)節(jié)Kp、Ks，可以使系統(tǒng)的特性更硬，調(diào)速范圍更寬。</p><p>　　2.4 帶電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)時(shí)，如果沒有限流措施，

34、會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對(duì)電動(dòng)機(jī)換向不利，對(duì)過載能力低的電力電子器件來說，更是不能允許的。采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)突然加上給定電壓時(shí)，由于慣性，轉(zhuǎn)速不可能立即建立起來，反饋電壓仍為零，相當(dāng)于偏差電壓△Un= Un*，差不多是其穩(wěn)態(tài)工作值的1+K倍。這時(shí)，由于放大器和變換器的慣性都很小，電樞電壓Ud一下子就達(dá)到它的最高值，對(duì)電動(dòng)機(jī)來說，相當(dāng)于全壓起動(dòng)，當(dāng)然是不允許的。</p><p>　　另外，有些生產(chǎn)機(jī)械

35、的電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遇到堵轉(zhuǎn)的情況，例如，由于故障使機(jī)械軸被卡住，或挖土機(jī)運(yùn)行時(shí)碰到堅(jiān)硬的石塊等等。由于閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性很硬，若無限流環(huán)節(jié)，硬干下去，電流將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過允許值。如果只依靠過流繼電器或熔斷器保護(hù)，一過載就跳閘，也會(huì)給正常工作帶來不便。</p><p>　　為了解決反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)電流過大的問題，引入電流截止負(fù)反饋，簡(jiǎn)稱截流反饋，保持電流基本不變，使它不超過允許值。</p><p

36、>　　帶電流截止負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下圖2-4-1所示。</p><p>　　圖2-4-1 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　這種電流負(fù)反饋?zhàn)饔弥粦?yīng)在起動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)存在，在正常運(yùn)行時(shí)又得取消，讓電流自由地隨著負(fù)載增減。它的靜特性分為兩段，當(dāng)時(shí)，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)不起作用，靜特性與只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)的相同。當(dāng)后，引入了電流截止負(fù)反饋，靜特性變?yōu)椋?lt;

37、/p><p>　　2.5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)</p><p>　　采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，例如龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)等要求快速起制動(dòng)，突加負(fù)載動(dòng)態(tài)速降小的場(chǎng)合，盡量縮短起、制動(dòng)過程的時(shí)間是提高生產(chǎn)率的重要因素。這時(shí)單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。這主要是因?yàn)閱伍]環(huán)系統(tǒng)不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過

38、程。于是產(chǎn)生了通過轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)來控制電流和轉(zhuǎn)矩的雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)。</p><p>　　在單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，但它只能在超過臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形。帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)速波形如圖2-5-1所示</p><p>　　圖2-5-1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)電流

39、和轉(zhuǎn)速波形圖</p><p>　　起動(dòng)電流突破Idcr以后，受電流負(fù)反饋的作用，電流只能再升高一點(diǎn)，經(jīng)過某一最大值Idm后，就降低下來，電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩也隨之減小，因而加速過程必然拖長(zhǎng)。</p><p>　　為此，在電機(jī)最大允許電流和轉(zhuǎn)矩受限制的條件下，應(yīng)該充分利用電機(jī)的過載能力，最好是在過渡過程中始終保持電流轉(zhuǎn)矩為允許的最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)以最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)，立即讓電流降

40、下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過程波形示如圖2-5-2：</p><p>　　圖2-5-2系統(tǒng)理想起動(dòng)過程波形</p><p>　　這時(shí)，起動(dòng)電流呈方形波，轉(zhuǎn)速按線性增長(zhǎng)。這是在最大電流轉(zhuǎn)矩)受限制時(shí)調(diào)速系統(tǒng)所能獲得的最快的起動(dòng)過程。</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，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和

41、電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí))聯(lián)接，如圖所示2-5-3。</p><p>　　圖2-5-3 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——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>　　

42、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)。以下分別對(duì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性以及抗擾性能進(jìn)行分析。</p><p>　　為分析靜特性我們參考如下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖：</p><p>　　圖2-5-4 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 &l

43、t;/p><p>　　——轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ——電流反饋系數(shù)</p><p>　　在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和的。因此，對(duì)于靜特性來說，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩種情況。①轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和：CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的=0一直延續(xù)到，而一般都是大于額定電流的。這就是靜特性的運(yùn)行段。②轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和：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

44、響。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無靜差的單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。其靜特性如下圖2-5-5：</p><p>　　圖2-5-5 單閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)靜特性圖</p><p>　　為分析動(dòng)態(tài)特性以及抗擾性能參考雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖： </p><p>　　圖2-5-6 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程

45、有以下三個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　?。?）飽和非線性控制：根據(jù)ASR的飽和與不飽和，整個(gè)系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：當(dāng)ASR飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)ASR不飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　轉(zhuǎn)速超調(diào)：由于ASR采用了飽和非線性控制，起動(dòng)過程結(jié)束進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段后，必須使轉(zhuǎn)速超調(diào)， ASR

46、 的輸入偏差電壓 △Un 為負(fù)值，才能使ASR退出飽和。這樣，采用PI調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)必然有超調(diào)。</p><p>　　準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制：起動(dòng)過程中的主要階段是第II階段的恒流升速，它的特征是電流保持恒定。一般選擇為電動(dòng)機(jī)允許的最大電流，以便充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過載能力，使起動(dòng)過程盡可能最快。這階段屬于有限制條件的最短時(shí)間控制。因此，整個(gè)起動(dòng)過程可看作為是一個(gè)準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制。</p>&

47、lt;p>　　對(duì)于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動(dòng)態(tài)性能是抗擾性能，主要是負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能。對(duì)于負(fù)載擾動(dòng)，由動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖中可以看出，負(fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)的作用。在設(shè)計(jì)ASR時(shí)，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。對(duì)于電網(wǎng)電壓擾動(dòng)，雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設(shè)了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動(dòng)可以通過電流反饋得到比較及時(shí)的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉(zhuǎn)速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善。</p><

48、p>　　由以上分析可以得出，要使該系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)特性，雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是最佳選擇。</p><p>　　第三章 調(diào)速系統(tǒng)主回路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1主回路的電氣原理圖</p><p>　　如圖3-1所示，主回路形式：采用三相橋式反并聯(lián)。</p><p>　　3.2主電路的過電壓和過電流保護(hù)</p>

49、<p>　　過電流保護(hù)可根據(jù)需要選取以下幾種：</p><p>　　在交流進(jìn)線回路，串接電抗器或采用漏抗較大的變壓器，以限制由于晶閘管擊穿造成交流側(cè)短路時(shí)產(chǎn)生的故障電流。</p><p>　　在交流側(cè)設(shè)置過電流檢測(cè)裝置，當(dāng)出現(xiàn)過電流時(shí)，將觸發(fā)脈沖移到最小逆變角外，以抑制過載電流。</p><p>　　調(diào)節(jié)系統(tǒng)中電流調(diào)節(jié)器限制電流的作用。</p&g

50、t;<p>　　直流側(cè)設(shè)置直流快速開關(guān)。</p><p>　　過電壓主要產(chǎn)生在晶閘管變流回路中，變流變壓器的通斷、感性負(fù)載的開斷、晶閘管的換相以及快速熔斷器的斷開過程中。在晶閘管交流回路中，通常采用的過電壓保護(hù)形式圖下圖3-2。</p><p>　　D—變壓器靜電屏蔽 C—靜電感應(yīng)抑制電容 RC1—交流整流式抑制回路</p><p>　

51、　RC2—交流阻容抑制回路 RC3—換相過電壓抑制回路 RC4—直流阻容抑制回路</p><p>　　RV1、RV2—交、直流側(cè)壓敏電阻抑制回路 QM—交流側(cè)斷路器</p><p>　　QF—直流側(cè)斷路器 FU—快速熔斷器</p><p>　　上圖中接于交流裝置交流側(cè)的保護(hù)回路有：</p><p>　　交流側(cè)阻

52、容式保護(hù)電路。 2）整流保護(hù)回路。</p><p>　　交流側(cè)壓敏電阻保護(hù)回路。 4）靜電感應(yīng)過電壓保護(hù)回路。</p><p>　　換相過電壓阻容保護(hù)回路。</p><p>　　第1、2、3項(xiàng)主要用于抑制斷開交流器交流進(jìn)線電壓時(shí)所產(chǎn)生的階躍尖峰電壓。第4項(xiàng)用于抑制由于變壓器寄生電容的存在而在變壓器接通的瞬間所產(chǎn)生的

53、過電壓。第5項(xiàng)接在晶閘管陽極和陰極之間，用以抑制器件換相、晶閘管回復(fù)阻斷時(shí)，由于變壓器漏抗而引起的換相過壓降。</p><p>　　在直流回路中，為了抑制主回路電感儲(chǔ)能的釋放而產(chǎn)生直流側(cè)過電壓，通常用阻容回路或壓敏電阻抑制。</p><p>　　3.3主回路的參數(shù)計(jì)算</p><p>　　3.3.1確定變壓器的參數(shù)，變壓器為消除三次諧波而采用接法。</p>

54、;<p>　　1）變壓器副方的參數(shù)計(jì)算：</p><p><b>　　相電壓：由得</b></p><p><b>　　相電流：</b></p><p><b>　　2）變壓器的變比：</b></p><p>　　3）變壓器的原方參數(shù)相電壓：，相電流：</p

55、><p>　　4）變壓器的視在功率</p><p><b>　　副方視在功率：</b></p><p><b>　　原方視在功率：</b></p><p><b>　　平均視在功率：</b></p><p><b>　　所以我們?nèi)?lt;/b>

56、;</p><p>　　3.3.2可控硅元件參數(shù)的選擇：</p><p><b>　　額定電壓：，故</b></p><p><b>　　額定電流：</b></p><p>　　所以晶閘管的型號(hào)規(guī)格選為KP300。</p><p>　　3.3.3平波電感器的參數(shù)計(jì)算：<

57、/p><p>　　從限制輸出電流脈動(dòng)的角度來設(shè)計(jì)電抗器電感值</p><p>　　查表可得對(duì)于三相橋式電路：，電流脈動(dòng)系數(shù)，又知交流基波幅值，所以</p><p><b>　　帶入上面的參數(shù)的</b></p><p>　　從維持輸出電流連續(xù)的角度來設(shè)計(jì)電抗器的電感值</p><p>　　若使電流連續(xù)的

58、最小負(fù)載電流，對(duì)于三相橋式電路的臨界電感計(jì)算系數(shù)，所以</p><p>　　若使電流連續(xù)的最小負(fù)載電流為5A，則，取。</p><p>　　3.3.4電動(dòng)機(jī)電樞電感的計(jì)算</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)電樞電感 </p><p>　　式中，為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，已知，無補(bǔ)償繞組的電動(dòng)機(jī)系數(shù)，在此我們選，代入上式可得。</p>&l

59、t;p>　　3.3.5變壓器漏電感的計(jì)算</p><p>　　式中，為變壓器的阻抗電壓百分值，1000KVA以下的變壓器，對(duì)于三相橋式電路，又知，代入?yún)?shù)可得。</p><p>　　3.3.6快速熔斷器的選擇</p><p>　　對(duì)于三相全控橋式電路，熔斷器有相接、臂接和接在整流裝置直流側(cè)三種方式。熔斷器相接時(shí)，可防止晶閘管損壞或直流側(cè)故障而引起的斷路損壞。但

60、在通過故障電流時(shí)，對(duì)晶閘管的保護(hù)效果要差些，故多用于中小容量裝置，熔斷器接于直流側(cè)時(shí)，可對(duì)負(fù)荷側(cè)的過電流或短路起保護(hù)作用，但對(duì)晶閘管本身造成的短路不起保護(hù)作用，故多用于小功率裝置。通常選用臂接熔斷器，其額定電壓和額定電流按以下方法選?。?lt;/p><p>　　應(yīng)大于電器正常工作時(shí)的電壓有效值，再留有適當(dāng)?shù)脑Ａ考矗街?，—交流變壓器二次電壓有效值?lt;/p><p>　　應(yīng)按有負(fù)載計(jì)算出一個(gè)工作

61、周期內(nèi)負(fù)載電流有效值選取，即，—電流計(jì)算系數(shù)，對(duì)于三相橋，，—負(fù)載電流的有效值。</p><p>　　第四章 調(diào)速系統(tǒng)各功能模塊的電路選擇</p><p>　　調(diào)速系統(tǒng)的控制電路采用兩組晶閘管整流裝置供電的可逆控制線路</p><p>　　4.1邏輯無環(huán)流系統(tǒng)</p><p>　　邏輯無環(huán)流系統(tǒng)是指在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，兩組反并聯(lián)連接的交流器知

62、己完全沒有環(huán)流的可逆系統(tǒng)?？梢愿鶕?jù)電動(dòng)機(jī)需要的電樞電流極性，通過一個(gè)邏輯單元來選擇某一組變流器的工作。下圖4-1所示是一種帶模擬開關(guān)的邏輯無環(huán)流系統(tǒng)。</p><p>　　系統(tǒng)正確工作時(shí)，為負(fù)，ASR輸出為正，其中一路送到邏輯裝置的轉(zhuǎn)矩極性鑒別器，切換邏輯裝置AL電路，使模擬開關(guān)觸點(diǎn)和閉合，另一路徑輸入到電流調(diào)節(jié)器ACR，使電流調(diào)節(jié)器輸出為負(fù)，正向組脈沖前移小于，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。</p><p&g

63、t;　　交流器的切換是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的極性需要反向時(shí)進(jìn)行，其切換順序如下：</p><p>　　改變給定電壓使極性為正，或由于負(fù)荷力矩變化引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化，使ASR輸出變負(fù)，并通過電流調(diào)節(jié)器使工作組工作在逆變狀態(tài)。</p><p>　　邏輯裝置AC接受轉(zhuǎn)矩變化的命令。</p><p>　　工作組電流下降到零，邏輯裝置零電流檢測(cè)器確認(rèn)電流實(shí)際值為零。斷開、觸點(diǎn)。&l

64、t;/p><p><b>　　正向脈沖被封鎖。</b></p><p>　　經(jīng)一段時(shí)間，、觸點(diǎn)接通，反向組有觸發(fā)脈沖，同時(shí)速度調(diào)節(jié)器輸出通過反號(hào)器送到電流調(diào)節(jié)器，使反向組變流器工作在逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。</p><p>　　為了保證系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)盡量縮短切換時(shí)間。在切換時(shí)間中，電流換相死區(qū)占主要成分。一般死區(qū)時(shí)間在10ms以下，不會(huì)對(duì)

65、調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的品質(zhì)其影響，在20~30ms內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)稍有影響，當(dāng)反向死區(qū)超出30ms的數(shù)據(jù)很多時(shí)，將會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)有很大的影響。</p><p>　　邏輯無環(huán)流系統(tǒng)在兩組變流器工作狀態(tài)切換時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生換相失敗，兩組變流器在任何時(shí)刻都不能同時(shí)工作。為了確保系統(tǒng)的正常工作，還應(yīng)注意一下幾點(diǎn)：</p><p>　　電流實(shí)際值為零的檢測(cè)要有關(guān)斷等待時(shí)間</p>

66、<p>　　在確認(rèn)電流真正為零后，才能切除工作組的觸發(fā)脈沖，如果電流還處在流通的狀態(tài)下，而且工作的變流器處于逆變工作狀態(tài)。此時(shí)，若切除工作組的觸發(fā)脈沖，則會(huì)引起環(huán)流失敗。零電流檢測(cè)單元一般都有交流側(cè)的電流互感器與半導(dǎo)體比較器組成。即使在電流連續(xù)的情況下，只要電流的瞬時(shí)脈動(dòng)電流值低于檢測(cè)電平，零電流檢測(cè)器就會(huì)按脈動(dòng)周期而動(dòng)作。如果這一動(dòng)作導(dǎo)致立即切除的觸發(fā)脈沖，則往往由于晶閘管的固有關(guān)斷時(shí)間或換相電抗受影響，使其滯后關(guān)斷而引起環(huán)

67、流失敗，如圖4-2（a）所示。</p><p>　　因此，在零電流檢測(cè)器動(dòng)作后，必須經(jīng)過一段延時(shí)才能關(guān)斷導(dǎo)通的晶閘管，圖4-2（b）所示，這段時(shí)間成為關(guān)斷時(shí)間，它有電源頻率、電壓、回路電感、控制角等因素決定，但要隨控制角的變化而變化。如圖4-2（c）所示，在最大控制角時(shí)，關(guān)斷時(shí)間最大。因此，為了可靠的關(guān)斷，最好對(duì)應(yīng)最大控制角來整定等待時(shí)間（一般為3~5ms），此外，在給出轉(zhuǎn)矩反向指令時(shí)，應(yīng)將觸發(fā)脈沖移到最大控制角

68、（即），已能迅速實(shí)現(xiàn)關(guān)斷。若只將電流給定值保持為零，即在附近切換時(shí)，如圖4-2（d），則將繼續(xù)流過斷續(xù)電流。使開始切換到關(guān)斷所需的時(shí)間延長(zhǎng)，這是不利的。</p><p>　　2）要有觸發(fā)等待時(shí)間</p><p>　　即使工作組的觸發(fā)脈沖被封鎖，由于原來導(dǎo)通的晶閘管仍不能馬上投入工作，否則將會(huì)產(chǎn)生兩組變流器同時(shí)導(dǎo)通而造成的電源短路故障，如圖4-3（a）所示。為此邏輯裝置從向工作組發(fā)出封鎖脈沖

69、信號(hào)，知道向待工作組給出解除脈沖封鎖的信號(hào)之間要有一段延時(shí)，稱為觸發(fā)等待時(shí)間。如圖4-3（c）所示。</p><p>　　3）要有對(duì)電流調(diào)節(jié)器“拉”的信號(hào)</p><p>　　在待工作組剛剛開始開放時(shí)，為避免此時(shí)因整流電壓和電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相加而造成很大的電流沖擊，應(yīng)使帶工作組投入工作時(shí)處于逆變狀態(tài)。為此也需要在工作脈沖被封鎖，待動(dòng)作組還未開放的一段時(shí)間內(nèi)，向電流調(diào)節(jié)器輸入一個(gè)“拉”的信號(hào)，

70、即將觸發(fā)裝置的移相器處于位置。當(dāng)待工作組脈沖封鎖解除后，將“”信號(hào)取消，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用下，觸發(fā)脈沖以點(diǎn)向工作點(diǎn)位移，使電樞電流逐步建立，電動(dòng)機(jī)被減速或反向啟動(dòng)，直到穩(wěn)定在新的工作點(diǎn)。</p><p>　　4.2邏輯裝置的組成與分析：</p><p>　　系統(tǒng)的工作狀態(tài)取決于邏輯裝置。邏輯裝置主要由四個(gè)部分組成：電平檢測(cè)（包括轉(zhuǎn)矩極性與零電流檢測(cè)）、邏輯判斷、延時(shí)電路、邏輯保護(hù)。對(duì)邏輯裝置的

71、要求如下：</p><p>　　1）在任何情況下，兩組可控硅絕對(duì)不允許同時(shí)加觸發(fā)脈沖，一組工作時(shí)，另一組的觸發(fā)脈沖被封鎖。</p><p>　　2）邏輯切換裝置只有滿足邏輯換條件時(shí)，才能進(jìn)行邏輯切換。</p><p>　　速度調(diào)節(jié)放棄的輸出作為轉(zhuǎn)矩（即電流）極性鑒別信號(hào)。當(dāng)此信號(hào)由負(fù)變正時(shí)，允許封鎖正組，開放反組；反之則允許封鎖反組，開放反組。所以轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)改

72、變極性是邏輯切換的必要條件。只有當(dāng)實(shí)際工作電流衰減至零時(shí)，才允許封鎖原來正在運(yùn)行的那組可控硅，而開放另一組可控硅。所以零電流檢測(cè)器發(fā)出“零電流信號(hào)”是邏輯切換的充分條件。</p><p>　　3）發(fā)出邏輯切換指令后，經(jīng)過關(guān)斷等待延時(shí)時(shí)間，封鎖原導(dǎo)通組脈沖。</p><p>　　下面對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的組成與工作原理進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。</p><p>　　4.3各功能

73、模塊的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　4.3.1速度調(diào)節(jié)器</p><p>　　速度調(diào)節(jié)器由運(yùn)算放大器、輸入與反饋環(huán)節(jié)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成，對(duì)給定和反饋兩個(gè)輸入量進(jìn)行加法、減法、比例、積分和微分等運(yùn)算。其原理如圖4-4所示：</p><p><b>　　。</b></p><p>　　圖4-4 速度調(diào)節(jié)器</p>

74、<p>　　在圖中“1、2、3”端為信號(hào)輸入端，二極管VD1和VD2起運(yùn)放輸入限幅，保護(hù)運(yùn)放的作用。二極管VD3、VD4和電位器RP1、RP2組成正負(fù)限幅可調(diào)的限幅電路。由C1、R3組成微分反饋校正環(huán)節(jié)，有助于抑制振蕩，減少超調(diào)。R7、C5組成速度環(huán)串聯(lián)校正環(huán)節(jié)。改變R7的阻值改變了系統(tǒng)的放大倍數(shù)，改變C5的電容值改變了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。RP3為調(diào)零電位器。</p><p>　　4.3.2電流調(diào)節(jié)器&l

75、t;/p><p>　　電流調(diào)節(jié)器由運(yùn)算放大器、限幅電路、互補(bǔ)輸出、輸入阻抗網(wǎng)絡(luò)及反饋?zhàn)杩咕W(wǎng)絡(luò)等環(huán)節(jié)組成，工作原理基本上與速度調(diào)節(jié)器相同，其原理圖如圖4-5所示。</p><p>　　圖4-5 電流調(diào)節(jié)器</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器與速度調(diào)節(jié)器相比，增加了幾個(gè)輸入端，其中“3”端接推β信號(hào)，當(dāng)主電路輸出過流時(shí)，電流反饋與過流保護(hù)的“3”端輸出一個(gè)推β信號(hào)（高電平）信號(hào)

76、，擊穿穩(wěn)壓管，正電壓信號(hào)輸入運(yùn)放的反向輸入端，使調(diào)節(jié)器的輸出電壓下降，使α角向180度方向移動(dòng)，使晶閘管從整流區(qū)移至逆變區(qū)，降低輸出電壓，保護(hù)主電路。“5、7”端接邏輯控制器的相應(yīng)輸出端，當(dāng)有高電平輸入時(shí)，擊穿穩(wěn)壓管，三極管V4、V5導(dǎo)通，將相應(yīng)的輸入信號(hào)對(duì)地短接。在邏輯無環(huán)流實(shí)驗(yàn)中“4、6”端同為輸入端，其輸入的值正好相反，如果兩路輸入都有效的話，兩個(gè)值正好抵消為零，這時(shí)就需要通過“5、7”端的電壓輸入來控制。在同一時(shí)刻，只有一路信號(hào)

77、輸入起作用，另一路信號(hào)接地不起作用</p><p>　　4.3.3鋸齒波同步移相觸發(fā)電路</p><p>　　圖4-6 鋸齒波同步移相觸發(fā)電路</p><p>　　鋸齒波同步移相觸發(fā)電路由同步檢測(cè)、鋸齒波形成、移相控制、脈沖形成、脈沖放大等環(huán)節(jié)組成。由V3、VD1、VD2、C1等元件組成同步檢測(cè)環(huán)節(jié)，其作用是利用同步電壓UT來控制鋸齒波產(chǎn)生的時(shí)刻及鋸齒波的寬度。由V

78、1、V2等元件組成的恒流源電路，當(dāng)V3截止時(shí)，恒流源對(duì)C2充電形成鋸齒波；當(dāng)V3導(dǎo)通時(shí)，電容C2通過R4、V3放電。調(diào)節(jié)電位器RP1可以調(diào)節(jié)恒流源的電流大小，從而改變了鋸齒波的斜率?？刂齐妷篣ct、偏移電壓Ub和鋸齒波電壓在V5基極綜合疊加，從而構(gòu)成移相控制環(huán)節(jié)，RP2、RP3分別調(diào)節(jié)控制電壓Uct和偏移電壓Ub的大小。V6、V7構(gòu)成脈沖形成放大環(huán)節(jié)，C5為強(qiáng)觸發(fā)電容改善脈沖的前沿，由脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖。</p>&l

79、t;p>　　4.3.4電流反饋與過流保護(hù)</p><p>　　圖4-7 電流反饋與過流保護(hù)原理圖</p><p>　　本單元有兩個(gè)功能，一是檢測(cè)主電源輸出的電流反饋信號(hào)，二是當(dāng)主電源輸出電流超過某一設(shè)定值時(shí)發(fā)出過流信號(hào)切斷電源</p><p>　　TA1,TA2,TA3為電流互感器的輸出端，它的電壓高低反映三相主電路輸出的電流大小，面板上的三個(gè)園孔均為觀測(cè)孔，

80、不需再外部進(jìn)行接線，只要將DJK04掛件的十芯電源線與插座相連接，那么TA1、TA2、TA3就與屏內(nèi)的電流互感器輸出端相連，當(dāng)打開掛件電源開關(guān)，過流保護(hù)即處于工作狀態(tài)。</p><p>　　(1)電流反饋與過流保護(hù)的輸入端TA1、TA2、TA3，來自電流互感器的輸出端，反映負(fù)載電流大小的電壓信號(hào)經(jīng)三相橋式整流電路整流后加至RP1、RP2、及R1、R2、VD7組成的3條支路上，其中:</p><

81、p>　　①R2與VD7并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，在其中點(diǎn)取零電流檢測(cè)信號(hào)從1腳輸出，供零電平檢測(cè)用。當(dāng)電流反饋的電壓比較低的時(shí)候，“1”端的輸出由R1、R2分壓所得，VD7截止。當(dāng)電流反饋的電壓升高的時(shí)候，“1”端的輸出也隨著升高，當(dāng)輸出電壓接接近0.6V左右時(shí)，VD7導(dǎo)通，使輸出始終保持在0.6V左右。</p><p>　?、趯P1的滑動(dòng)抽頭端輸出作為電流反饋信號(hào)，從“2”端輸出，電流反饋系數(shù)由RP1進(jìn)行調(diào)節(jié)

82、。</p><p>　?、跼P2的滑動(dòng)觸頭與過流保護(hù)電路相連，調(diào)節(jié)RP2可調(diào)節(jié)過流動(dòng)作電流的大小。</p><p>　　(2)當(dāng)電路開始工作時(shí)，由于電容C2的存在，V3先與V2導(dǎo)通，V3的集電極低電位，V4截止，同時(shí)通過R4、VD8將V2基極電位拉低，保證V2一直處于截止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　(3)當(dāng)主電路電流超過某一數(shù)值后，RP2上取得的過流電壓信號(hào)超過穩(wěn)壓

83、管V1的穩(wěn)壓值，擊穿穩(wěn)壓管，使三極管V2導(dǎo)通，從而V3截止，V4導(dǎo)通使繼電器K動(dòng)作，控制屏內(nèi)的主繼電器掉電，切斷主電源，掛件面板上的聲光報(bào)警器發(fā)出告警信號(hào)，提醒操作者實(shí)驗(yàn)裝置已過流跳閘。調(diào)節(jié)RP2的抽頭的位置，可得到不同的電流報(bào)警值。</p><p>　　(4)過流的同時(shí)，V3由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，在集電極產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)從“3”端輸出，作為推β信號(hào)供電流調(diào)節(jié)器使用。</p><p>　　(5

84、)SB為解除過流記憶的復(fù)位按鈕，當(dāng)過流故障己經(jīng)排除，則須按下SB以解除記憶，才能恢復(fù)正常工作。當(dāng)過流動(dòng)作后，電源通過SB、R4、VD8及C2維持V2導(dǎo)通，V3截止、V4導(dǎo)通、繼電器保持吸合，持續(xù)告警。只有當(dāng)按下SB后，V2基極失電進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)，V3導(dǎo)通、V4截止，電路才恢復(fù)正常。</p><p><b>　　4.3.5轉(zhuǎn)速變換</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速變換用于

85、有轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中，它將反映轉(zhuǎn)速變化并與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號(hào)變換成適用于控制單元的電壓信號(hào)。</p><p>　　圖4-8 速度變換圖</p><p>　　使用時(shí)，將電壓輸出端接至轉(zhuǎn)速變換的輸入端“1”和“2”。輸入電壓經(jīng)R1和RP1分壓，調(diào)節(jié)電位器RP1可改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。</p><p><b>　　給定</b></p>

86、<p>　　圖4-9 電壓給定原理圖</p><p>　　電壓給定由兩個(gè)電位器RP1、RP2及兩個(gè)鈕子開關(guān)S1、S2組成。S1為正、負(fù)極性切換開關(guān)，輸出的正、負(fù)電壓的大小分別由RP1、RP2來調(diào)節(jié)，其輸出電壓范圍為0～士l5V，S2為輸出控制開關(guān)，打到“運(yùn)行”側(cè)，允許電壓輸出，打到“停止”側(cè)，則輸出為零。</p><p>　　按以下步驟撥動(dòng)S1、S2，可獲得以下信號(hào)：</p

87、><p>　　(1)將S2打到“運(yùn)行”側(cè)，S1打到“正給定”側(cè)，調(diào)節(jié)RP1使給定輸出一定的正電壓，撥動(dòng)S2到“停止”側(cè)，此時(shí)可獲得從正電壓突跳到0V的階躍信號(hào)，再撥動(dòng)S2到“運(yùn)行”側(cè)，此時(shí)可獲得從0V突跳到正電壓的階躍信號(hào)。</p><p>　　(2)將S2打到“運(yùn)行”側(cè)，S1打到“負(fù)給定”側(cè)，調(diào)節(jié)RP2使給定輸出一定的負(fù)電壓，撥動(dòng)S2到“停止”側(cè)，此時(shí)可獲得從負(fù)電壓突跳到0V的階躍信號(hào)，再撥

88、動(dòng)S2到“運(yùn)行”側(cè)，此時(shí)可獲得從0V突跳到負(fù)電壓的階躍信號(hào)。</p><p>　　(3)將S2打到“運(yùn)行”側(cè)，撥動(dòng)S1，分別調(diào)節(jié)RP1和RP2使輸出一定的正負(fù)電壓，當(dāng)S1從“正給定”側(cè)打到“負(fù)給定”側(cè)，得到從正電壓到負(fù)電壓的跳變。當(dāng)S1從“負(fù)給定”側(cè)打到“正給定”側(cè)，得到從負(fù)電壓到正電壓的跳變。</p><p>　　元件RP1、RP2、S1及S2均安裝在掛件的面板上，方便操作。此外由一只3

89、位半的直流數(shù)字電壓表指示輸出電壓值。要注意的是不允許長(zhǎng)時(shí)間將輸出端接地，特別是輸出電壓比較高的時(shí)候，可能會(huì)將RP1、RP2損壞。</p><p>　　4.3.6零速封鎖器</p><p>　　零速封鎖器的原理圖如下：</p><p>　　圖4-10 零速封鎖器原理圖</p><p>　　零速封鎖器由兩個(gè)具有“山”型繼電器特性的電平檢測(cè)器，邏輯

90、門及延時(shí)環(huán)節(jié)組成，其原理如圖4-10。</p><p>　　零速封鎖器的作用是：當(dāng)給定電壓及速度反饋電壓均為零時(shí)（即調(diào)速系統(tǒng)在停車狀態(tài)），封鎖電壓調(diào)節(jié)器的輸出，保證電機(jī)不會(huì)低速爬行或者系統(tǒng)在零速時(shí)出現(xiàn)振蕩。</p><p>　　兩個(gè)“山”型電平檢測(cè)器分別對(duì)給定和速度反饋信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)輸入信號(hào)為正值時(shí)，通過二極管VD1和VD3分別進(jìn)入運(yùn)放的反向輸入端，而當(dāng)輸入信號(hào)為負(fù)值時(shí)，則通過VD2和V

91、D4進(jìn)入運(yùn)放的正相輸入端。故當(dāng)輸入信號(hào)絕對(duì)值大于某值時(shí)（0.3V左右）時(shí)，運(yùn)放輸出始終為負(fù)值，通過二極管VD9和VD10鉗位至-0.7V，作為“0” 信號(hào)，當(dāng)輸入信號(hào)的絕對(duì)值小于某一整定值時(shí)（0.2V左右），則運(yùn)放輸出正電壓，作為“1”信號(hào)。因此可得到如圖4-11所示的“山”型繼電特性。</p><p>　　圖4-11 零速封鎖器的“山”型繼電特性</p><p>　　當(dāng)電平檢測(cè)到輸入電壓

92、大于0.3V時(shí)，其輸出為低電平“0”，當(dāng)電平檢測(cè)到輸入電壓小于0.2V時(shí)，其輸出為高電平“1”。兩個(gè)電平檢測(cè)器的輸出經(jīng)與門和非門后，V2的基極為低電平，V2導(dǎo)通，零速封鎖器輸出約為-15V的電壓加到電壓調(diào)節(jié)器反饋環(huán)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，使其關(guān)斷，從而使電壓調(diào)節(jié)器開放工作，在出現(xiàn)故障時(shí)，電平檢測(cè)器輸出低電平“1”，V2基極為低電平，則V2截止，零速封鎖器輸出0V電壓加到電壓調(diào)節(jié)器反饋環(huán)節(jié)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，使其導(dǎo)通，使調(diào)節(jié)器的反饋環(huán)節(jié)短路，輸出為

93、“0”。</p><p>　　電容C3和電阻R25起延時(shí)作用，當(dāng)與門輸出由低電平跳變到高電平時(shí)，該電電位由正電源向C3和R25充電，其電位逐漸升高，從而避免在低速運(yùn)行或換向過程中引起誤封鎖。</p><p>　　面板上裝有S1開關(guān)，當(dāng)開關(guān)撥到“封鎖”時(shí)，零速封鎖器處于工作狀態(tài)；當(dāng)S1開關(guān)撥到“解除”時(shí)，零速封鎖器處于關(guān)閉狀態(tài)。</p><p>　　4.3.7轉(zhuǎn)矩極性

94、鑒別(DPT)</p><p>　　轉(zhuǎn)矩極性鑒別為一電平檢測(cè)器，用于檢測(cè)控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩極性的變化。它是一個(gè)由比較器組成的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可將控制系統(tǒng)中連續(xù)變化的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成邏輯運(yùn)算所需的“0”、“1”電平信號(hào)。其原理圖如圖G所示。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性如圖H所示，具有繼電特性。</p><p>　　調(diào)節(jié)運(yùn)放同相輸入端電位器RP1可以改變繼電特性相對(duì)于零點(diǎn)的位置。繼電特性的回環(huán)寬度為:&

95、lt;/p><p>　　Uk = Usr2一Usr1 = K1(Uscm2一Uscm1)</p><p>　　式中，K1為正反饋系數(shù)，K1越大，則正反饋越強(qiáng)，回環(huán)寬度就越小；Usr2和Usr1分別為輸出由正翻轉(zhuǎn)到負(fù)及由負(fù)翻轉(zhuǎn)到正所需的最小輸入電壓； Uscm1和Uscm2分別為反向和正向輸出電壓。邏輯控制系統(tǒng)中的電平檢測(cè)環(huán)寬一般取0.2～0.6V，環(huán)寬大時(shí)能提高系統(tǒng)抗干擾能力，但環(huán)太寬時(shí)會(huì)使系

96、統(tǒng)動(dòng)作遲鈍。</p><p>　　圖4-12 轉(zhuǎn)矩極性鑒別原理圖 圖4-13 轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的輸入輸出特性</p><p>　　零電平檢測(cè)(DPZ)</p><p>　　零電平檢測(cè)器也是一個(gè)電平檢測(cè)器，其工作原理與轉(zhuǎn)矩極性鑒別器相同，在控制系統(tǒng)中進(jìn)行零電流檢測(cè)，當(dāng)輸出主電路的電流接近零時(shí)，電平檢測(cè)器檢測(cè)到電流反饋的電壓值也接近零，輸出高電

97、平。其原理圖和輸入輸出特性分別如圖4-14和圖4-15所示。</p><p>　　圖4-14 零電平檢測(cè)器原理 圖4-15 零電平檢測(cè)器輸入輸出特性</p><p><b>　　邏輯控制(DLC)</b></p><p>　　邏輯控制用于邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，其作用是對(duì)轉(zhuǎn)矩極性和主回路零電平信號(hào)進(jìn)&

98、lt;/p><p>　　行邏輯運(yùn)算，切換加于正橋或反橋晶閘管整流裝置上的觸發(fā)脈沖，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無環(huán)流運(yùn)行。其原理圖如圖4-16所示。其主要由邏輯判斷電路、延時(shí)電路、邏輯保護(hù)電路、推電路和功放電路等環(huán)節(jié)組成。</p><p>　　圖4-16 邏輯控制器原理圖</p><p><b>　　(1)邏輯判斷環(huán)節(jié)</b></p><p&g

99、t;　　邏輯判斷環(huán)節(jié)的任務(wù)是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電平檢測(cè)的輸出UM和UI狀態(tài)，正確地判斷晶閘管的觸發(fā)脈沖是否需要進(jìn)行切換(由UM是否變換狀態(tài)決定)及切換條件是否具備(由UI 是否從“0”變“1”決定)。即當(dāng)UM變號(hào)后，零電平檢測(cè)到主電路電流過零(UI =“1”)時(shí)，邏輯判斷電路立即翻轉(zhuǎn)，同時(shí)應(yīng)保證在任何時(shí)刻邏輯判斷電路的輸出UZ和UF狀態(tài)必須相反。</p><p><b>　　(2)延時(shí)環(huán)節(jié)</b

100、></p><p>　　要使正、反兩組整流裝置安全、可靠地切換工作，必須在邏輯無環(huán)流系統(tǒng)中的邏輯判斷電路發(fā)出切換指令UZ或UF 后，經(jīng)關(guān)斷等待時(shí)間t1（約3ms）和觸發(fā)等待時(shí)間t2(約lOms)之后才能執(zhí)行切換指令，故設(shè)置相應(yīng)的延時(shí)電路，延時(shí)電路中的VD1、VD2、C1、C2起t1的延時(shí)作用，VD3、VD4、C3、C4起t2的延時(shí)作用。</p><p><b>　　(3)邏

101、輯保護(hù)環(huán)節(jié)</b></p><p>　　邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)也稱為“多一”保護(hù)環(huán)節(jié)。當(dāng)邏輯電路發(fā)生故障時(shí)，UZ、UF的輸出同時(shí)為“1”狀態(tài)，邏輯控制器的兩個(gè)輸出端Ulf和Ulr全為“0”狀態(tài)，造成兩組整流裝置同時(shí)開放，引起短路和環(huán)流事故。加入邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)后。當(dāng)UZ、UF全為“1”狀態(tài)時(shí)，使邏輯保護(hù)環(huán)節(jié)輸出A點(diǎn)電位變?yōu)椤?”，使Ulf和Ulr 都為高電平，兩組觸發(fā)脈沖同時(shí)封鎖，避免產(chǎn)生短路和環(huán)流事故。</

102、p><p><b>　　(4)推β環(huán)節(jié)</b></p><p>　　在正、反橋切換時(shí)，邏輯控制器中的G8輸出“1”狀態(tài)信號(hào)，將此信號(hào)送入調(diào)節(jié)器的輸入端作為脈沖后移推β信號(hào)，從而可避免切換時(shí)電流的沖擊。</p><p><b>　　(5)功放電路</b></p><p>　　由于與非門輸出功率有限，為了可

103、靠的推動(dòng)Ulf、Ulr,故增加了V3、V4組成的功率放大級(jí)。</p><p>　　第五章 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的常規(guī)工程設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)計(jì)算</p><p>　　5.1.1系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圓盤拉伸機(jī)采用雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，其系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖見下圖。</p><p>　　1）

104、電流反饋系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　設(shè)：①速度調(diào)節(jié)器的限幅值為；</p><p>　?、陔妱?dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)電流為，即為208A。</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器的最大給定電壓就是速度調(diào)節(jié)器的限幅值，對(duì)應(yīng)的最大電流為（即電機(jī)運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大電流），所以，電流反饋系數(shù)為：</p><p>　　2）速度反饋系數(shù)的計(jì)算</p>

105、<p>　　設(shè)：①最大給定電壓為15V，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于額定轉(zhuǎn)速；</p><p>　?、谟捎诒鞠到y(tǒng)采用調(diào)壓調(diào)速，因此，就是系統(tǒng)的最高轉(zhuǎn)速，速度反饋系數(shù)為：</p><p>　　3）電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)系數(shù)</p><p>　　設(shè)：電動(dòng)機(jī)的磁通在運(yùn)行過程中保持不變，則電動(dòng)機(jī)的電勢(shì)系數(shù)為：</p><p>　　式中：為電動(dòng)機(jī)的電樞電阻，已知。&l

106、t;/p><p>　　4）主回路等值電阻R的計(jì)算</p><p>　　電動(dòng)機(jī)主回路等值電路如圖5-2：</p><p>　　圖中：E—電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)；</p><p><b>　　—整流電路瞬時(shí)值</b></p><p><b>　　L—主電路總電感；</b></p>

107、<p>　　R—主電路等效電阻，</p><p>　　—整流裝置內(nèi)阻，包括整流器內(nèi)部的電阻、整流器件正向壓降所對(duì)應(yīng)的電阻、整流變壓器漏抗換相壓降相應(yīng)的電阻：</p><p><b>　　—電動(dòng)機(jī)電樞電阻；</b></p><p><b>　　—平波電抗器電阻。</b></p><p>

108、<b>　　已知</b></p><p>　　5）可控整流裝置的放大系數(shù)的計(jì)算</p><p>　　由于三相橋式反并聯(lián)系統(tǒng)采用的工作制，而且為了防止逆變失敗，最小角限制在，對(duì)應(yīng)于時(shí)，電流調(diào)節(jié)器要處于限幅值，設(shè)LT的限幅值為，LT為限幅值時(shí)，整流裝置的輸出電壓。所以整流裝置的放大系數(shù)為：</p><p><b>　　倍</b>

109、;</p><p>　　6）速度調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)與電流調(diào)節(jié)器的放大系數(shù)</p><p>　　速度調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器,須在進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正時(shí)，得到確定。</p><p>　　5.1.2系統(tǒng)的靜態(tài)特性</p><p>　　當(dāng)速度調(diào)節(jié)器與電流調(diào)節(jié)器均采用純比例調(diào)節(jié)器時(shí)，由系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖可得系統(tǒng)的靜態(tài)方程如下：</p>&

110、lt;p><b>　　式中，。</b></p><p>　　當(dāng)速度調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器時(shí)，由于積分的作用，可以做到無靜差。</p><p>　　5.2調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)計(jì)算</p><p>　　雙閉環(huán)系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法是：從內(nèi)環(huán)開始，逐步擴(kuò)大到外環(huán)，一環(huán)一環(huán)的進(jìn)行設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。因此先從電流入手，首先設(shè)計(jì)好電流環(huán)，然

111、后把電流環(huán)看成是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)速度環(huán)。</p><p>　　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖5-3所示，系統(tǒng)增加了濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)速濾波和兩個(gè)給定信號(hào)的濾波環(huán)節(jié)。由于電流檢測(cè)信號(hào)中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需要低通濾波。這樣的濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可用一節(jié)慣性環(huán)節(jié)來表示，其濾波時(shí)間常數(shù)按要求選定，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。然而，在抑制交流分量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號(hào)

112、的作用，為了平衡這個(gè)延遲作用，在給定信號(hào)通道上加入一個(gè)同等時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱作給定濾波環(huán)節(jié)。其意義是，讓給定信號(hào)和反饋信號(hào)經(jīng)過相同的延時(shí)，使二者在時(shí)間上得到恰當(dāng)?shù)呐浜?，從而帶來設(shè)計(jì)上的方便。</p><p>　　由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換相波紋，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用表示。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為的給定濾波環(huán)節(jié)。</p><p>　　5

113、.2.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1.1電流環(huán)的結(jié)構(gòu)框圖的簡(jiǎn)化</p><p>　　在圖5-3點(diǎn)畫線框內(nèi)的電流環(huán)中，反電動(dòng)勢(shì)與電流反饋的作用相互交叉，這將給設(shè)計(jì)工作帶來麻煩。實(shí)際上，反電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比，它代表轉(zhuǎn)速對(duì)電流環(huán)的影響。在一般情況下，系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于電機(jī)時(shí)間常數(shù)，因此轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多，對(duì)電流環(huán)來說，反電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)變化較慢的擾動(dòng)，在電流的瞬

114、變過程中，可以認(rèn)為反電動(dòng)勢(shì)基本不變，即。這樣，在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的影響，也就是說，可以暫且把反電動(dòng)勢(shì)的作用去掉。此外，由于和一般都比小得多，可以當(dāng)做小慣性群而近似的看做是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為。</p><p>　　則電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)為圖5-4</p><p>　　上述結(jié)果的假定條件如下：</p><p>　　電力電子變換器純滯后