電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　班 級(jí)    </p><p>　　姓  名         

2、60;</p><p>　　學(xué)  號(hào)    </p><p><b>　　2012年5月</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2</b></p>

3、<p>　　第一章 主回路的設(shè)計(jì)及其保護(hù)電路3</p><p>　　1主回路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4</p><p>　　第二章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速器的設(shè)計(jì)5</p><p>　　1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)10</p&

4、gt;<p>　　第三章 DXP電氣原理結(jié)構(gòu)圖16</p><p>　　第四章 matlab仿真圖20</p><p>　　1理論計(jì)算PID時(shí)啟動(dòng)的波形20</p><p>　　2實(shí)際校正后的PID仿真結(jié)果22</p><p>　　3加入干擾先后的波形23</p><p>　　4調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化的波

5、形26</p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　課程任務(wù)設(shè)計(jì)書</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　雙閉

6、環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、具體內(nèi)容</b></p><p>　?。?）主回路及其保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；</p><p>　　（2）轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器及其限幅電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　　三、已知條件及直流電機(jī)相關(guān)參數(shù)</p><p>　　采用

7、晶閘管三相橋式全控整流電路供電，基本數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)=220V，=136A，=1460r/min，電樞電阻=0.2Ω，允許過載倍數(shù)λ=1.5；</p><p>　　晶閘管裝置=0.00167s，放大系數(shù)=40；</p><p>　　平波電抗器：電阻/電感；</p><p>　　電樞回路總電阻R=0.5Ω；電樞回路總電

8、感L=15mH；</p><p>　　電動(dòng)機(jī)軸上的總飛輪慣量GD2=22.5N·m2；</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器最大給定值=10.2V，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器最大給定值=10.5V；</p><p>　　電流濾波時(shí)間常數(shù)=0.002s，轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)=0.01s。</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：1.穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：轉(zhuǎn)速無靜差；2.動(dòng)態(tài)指標(biāo)：電

9、流超調(diào)量；空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。</p><p>　　主回路及其保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　主回路結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　圖1 轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖</p><p>　　ASR---轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR---電流調(diào)節(jié)器</p><p>

10、　　TG---測(cè)速發(fā)電機(jī) TA---電流互感器</p><p>　　UPE---電力電子變換器 Un*---轉(zhuǎn)速給定電壓</p><p>　　Un---轉(zhuǎn)速反饋電壓 Ui*---電流給定電壓</p><p>　　Ui---電流反饋電壓</p><p>　　設(shè)計(jì)思路：為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得

11、一段使電流保持為最大值的恒流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。所以，我們希望達(dá)到的控制：?jiǎn)?dòng)過程只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器來組成系統(tǒng)。</p><p>　　具體組成為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速

12、和電流，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，再把電流調(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)I在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)n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><b>　　保護(hù)性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器AS

13、R的輸出限幅電壓U*im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>　　過壓保護(hù)——RC過壓抑制，加在電源直流側(cè)。直接在交流經(jīng)整流的直流側(cè)加上RC的串聯(lián)回路即可</p><p>　　過流保護(hù)——PTC熱敏電阻，串聯(lián)在電機(jī)回路中</p><p>　?。?）確定最大工作電壓已知變壓器工作電壓

14、220V，考慮電源波動(dòng)的因素，最大工作電壓應(yīng)達(dá)到220V×（1+20%）=264V</p><p>　　PTC熱敏電阻器的最大工作電壓選265V。</p><p>　?。?經(jīng)計(jì)算和實(shí)際測(cè)量，變壓器正常工作時(shí)初級(jí)電流125mA，考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃，可確定不動(dòng)作電流在60 ℃時(shí)應(yīng)為130~ 140mA。</p><p>　

15、?。?）確定動(dòng)作電流考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫度最低可達(dá)到-10 ℃或25℃，可確定動(dòng)作電流在-10 ℃或25℃時(shí)應(yīng)為300~ 340mA，動(dòng)作時(shí)間約5分鐘。</p><p>　?。?）確定額定零功率電阻R25PTC熱敏電阻器串聯(lián)在初級(jí)中，產(chǎn)生的電壓降應(yīng)盡量小，PTC熱敏電阻器自身的發(fā)熱功率也應(yīng)盡量小，一般PTC熱敏電阻器的壓降應(yīng)小于總電源的1%，R25經(jīng)計(jì)算：220V × 1% 

16、7;0.125A=17.6 Ω</p><p>　?。?）確定最大電流經(jīng)實(shí)際測(cè)量，變壓器次級(jí)短路時(shí)，初級(jí)電流可達(dá)到500mA，如果考慮到初級(jí)線圈發(fā)生部分短路時(shí)有更大的電流通過，PTC熱敏電阻器的最大電流確定在1A以上。</p><p>　?。?）確定居里溫度和外形尺寸考慮到PTC熱敏電阻器的安裝位置的環(huán)境溫最高可達(dá)60 ℃，選擇居里溫度時(shí)在此基礎(chǔ)上增加40 ℃，舉例溫度為100 ℃，但考慮

17、到低成本，以及PTC熱敏電阻器未安裝在變壓器線包內(nèi)，其較高的表面溫度不會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生不良作用，故居里溫度可選擇120 ℃，這樣PTC熱敏電阻器的直徑可減小一檔，成本下降了。</p><p>　　轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)目的（電流調(diào)節(jié)器的作用）</p&g

18、t;<p>　　作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。 </p><p>　　對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。 </p><p>　　在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。 </p><p>　　當(dāng)電機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起快速的自動(dòng)保護(hù)作

19、用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。這個(gè)作用對(duì)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　電流環(huán)結(jié)構(gòu)圖的簡(jiǎn)化</b></p><p>　　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)變化的動(dòng)態(tài)影響，即E≈0</p><p>　　如

20、果把給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效地移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號(hào)改成U*i(s) /</p><p>　　由于Ts 和 T0i 一般都比Tl 小得多，可以當(dāng)作小慣性群而近似地看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無靜差，以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，采用型系統(tǒng)就夠了。再?gòu)膭?dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在

21、突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過程中不超過允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要的因素。為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性的，要校正成典型型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI 型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫成</p><p>　　式中 —— 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；</p><p>　　—— 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。</p>

22、<p>　　為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選</p><p>　　則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成為圖2-4所示的典型形式 </p><p>　　電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</b></p><p>　　整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts。三相橋式電路平均失控時(shí)間Ts

23、=0.00167s。</p><p>　　電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi=0.002s。</p><p>　　電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)</p><p>　　檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：</p><p><b>　　，</b></p><p>　

24、　參照表下的典型型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。</p><p>　　典型型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系</p><p>　　電流環(huán)開環(huán)增益：要求時(shí)，按下表，應(yīng)取，</p><p><b>　　因此</b></p><p>　　典型型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系</p>&l

25、t;p>　　ACR選用PI調(diào)節(jié)器，其比例系數(shù)為</p><p><b>　　校驗(yàn)近似條件</b></p><p>　　電流環(huán)截止頻率，且：</p><p>　　晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件為</p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p>　

26、　忽略反電動(dòng)勢(shì)對(duì)電流環(huán)影響的近似條件為</p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p>　　電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)環(huán)節(jié)的近似處理?xiàng)l件為</p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p><b>　　電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</b></p>

27、<p>　　含給定濾波和反饋濾波的模擬式PI 型電流調(diào)節(jié)器原理圖如下圖所示。圖中為電流給定電壓，為電流負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出就是電力電子變換器的控制電壓UC。根據(jù)運(yùn)算放大器的電路原理，可以容易地導(dǎo)出</p><p>　　計(jì)算調(diào)節(jié)電阻和調(diào)節(jié)電容</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器如下圖所示，取，則</p><p><b>　　取20</b>

28、;</p><p><b>　　取1.5</b></p><p><b>　　取0.4</b></p><p>　　含給定濾波器和反饋濾波器的PI電流調(diào)節(jié)器</p><p>　　按上述參數(shù)，電流環(huán)可達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟蹤性能指標(biāo)為，滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　

29、　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)目的（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用）</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)速器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓Un*變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差。</p><p>　　對(duì)負(fù)載變化起擾動(dòng)作用。因?yàn)樨?fù)載擾動(dòng)作用在電流環(huán)之后，只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動(dòng)作用。<

30、/p><p>　　其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)允許的最大電流。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟</b></p><p>　　電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函數(shù)</p><p>　　電流環(huán)經(jīng)等效后可視作轉(zhuǎn)速換中的一個(gè)環(huán)節(jié)，為此，需求出它的閉環(huán)傳遞函數(shù)。由下圖可知</p><p>　　忽略高次項(xiàng)，可降階近似為<

31、;/p><p><b>　　近似條件為</b></p><p>　　式中 ——轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。</p><p>　　接入轉(zhuǎn)速換內(nèi)，電流環(huán)等效環(huán)節(jié)的輸入量應(yīng)為 (s)，因此電流環(huán)在轉(zhuǎn)速環(huán)中應(yīng)等效為</p><p>　　這樣，原來是雙慣性環(huán)節(jié)的電流環(huán)控制對(duì)象，經(jīng)閉環(huán)控制后，可以近似地等效成只有較小時(shí)間常數(shù)的一階慣性

32、環(huán)節(jié)。</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　用電流環(huán)的等效環(huán)節(jié)代替后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖便如圖</p><p>　　和電流環(huán)中一樣，把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改成 U*n(s)/，再把時(shí)間常數(shù)為 1 / KI 和 T0n 的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中</p>

33、<p><b>　　簡(jiǎn)化后的結(jié)構(gòu)圖：</b></p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 中，現(xiàn)在在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 Ⅱ 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。由此可見，ASR也應(yīng)該采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為</

34、p><p>　　式中 Kn — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；</p><p>　　n — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。</p><p>　　這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為</p><p>　　令轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益為 </p><p><b>　　校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為</b></p><p&

35、gt;　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算</p><p><b>　　計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)</b></p><p>　　電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI ：</p><p>　　轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)，根據(jù)所用測(cè)數(shù)發(fā)電機(jī)紋波情況，取。</p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)。按小時(shí)間常數(shù)近似處理， </p><p>　　

36、由下表中數(shù)據(jù)可見，一般來說，h值越小，也越小，tm和tv都短，因而抗擾性能越好，這個(gè)趨勢(shì)與跟隨性能指標(biāo)中超調(diào)量與h值的關(guān)系恰好相反，反應(yīng)了快速性與穩(wěn)定性的矛盾。但是，當(dāng)h<5時(shí)，由于振蕩次數(shù)的增加，h在笑，回復(fù)時(shí)間tv反而拖長(zhǎng)了。由此可見，h=5是較好的選擇，這與跟隨性能中調(diào)節(jié)時(shí)間最短的條件是一致的。</p><p>　　因此，把典型Ⅱ 型系統(tǒng)跟隨性和抗繞性能指標(biāo)綜合起來看，h=5應(yīng)該是一個(gè)很好的選擇。&l

37、t;/p><p>　　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</p><p>　　綜上所述，取h=5，則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為</p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)的開環(huán)放大倍數(shù)為</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)</b></p><p><b>　　ASR的比例系數(shù)為</b>

38、;</p><p><b>　　校驗(yàn)近似條件</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)速環(huán)截止角頻率為</b></p><p>　　電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為</p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l

39、件為</p><p><b>　　滿足近似條件。</b></p><p><b>　　校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量</b></p><p>　　當(dāng)h=5時(shí)，查表的，由此求得</p><p>　　滿足超調(diào)量指標(biāo)要求。</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)</b>

40、</p><p>　　給定濾波和反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖所示，圖中為轉(zhuǎn)速給定電壓，為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓，調(diào)節(jié)器的輸出是電流調(diào)節(jié)器的給定電壓。</p><p>　　含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器</p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)與電阻、電容值的關(guān)系為</p><p>　　計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容</p><p&

41、gt;<b>　　取R0=20，則</b></p><p><b>　　取240</b></p><p><b>　　取0.36</b></p><p><b>　　取2</b></p><p>　　DXP電氣原理結(jié)構(gòu)圖</p><p&

42、gt;　　ASR為含給定濾波與反饋濾波的PI型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。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。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*i決定了電流給定電壓的最大值，即通過比較給定電壓U*n 與反饋電壓Un來決定U*i的大小。</p><p>　　ACR為含給定濾波與反饋濾波的PI型電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓Uc限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Ud ，

43、即通過比較U*I 與UI 決定Uc 的大小。</p><p>　　ASR、ACR均采用二極管鉗位的外限幅電路。</p><p>　　可控硅觸發(fā)電路，采用3塊KJ004可控硅觸發(fā)器，1塊KJ041和1塊KJ042組成三相橋式供電裝置的六路雙脈沖移相觸發(fā)。該線路設(shè)有同步電壓濾波網(wǎng)絡(luò)，不受電源中波形畸變和換流缺口的干擾，適應(yīng)較寬的同步電壓范圍，且只需三項(xiàng)同步電壓，即“A、B、C同步”。能很方便地

44、與調(diào)節(jié)系統(tǒng)匹配，并只需調(diào)節(jié)輸入信號(hào)（即Uc，移相輸入端）的上下限就可調(diào)整整流和逆變角。各項(xiàng)脈沖不均衡度小，調(diào)試簡(jiǎn)單、容易。</p><p>　　可控硅觸發(fā)電路的六個(gè)輸出端分別接電力電子變換器的VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，通過控制其開通、關(guān)斷來調(diào)節(jié)電機(jī)的電壓。</p><p>　　電路中使用TA電流互感器作為電流反饋。使用測(cè)速發(fā)電機(jī)作為轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，測(cè)速發(fā)電機(jī)與電機(jī)只存在

45、機(jī)械連接。</p><p><b>　　Matlab仿真圖</b></p><p>　　啟動(dòng)過程的分析及仿真</p><p>　　第一階段：電流上升階段。突加給定電壓后，通過兩個(gè)調(diào)節(jié)器的控制作用，Id上升。當(dāng)Id>Idl,電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)。由于電動(dòng)機(jī)機(jī)電慣性的作用，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)增長(zhǎng)較慢，因而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出偏差電壓數(shù)值較大，使其

46、輸出很快達(dá)到限幅值，之后輸出一直處于限幅值，相當(dāng)于速度環(huán)處于開環(huán)狀態(tài)，ASR對(duì)電流調(diào)節(jié)環(huán)發(fā)出最大電流指令。在ASR輸出限幅值的作用下，ACR的輸出也有一躍變，強(qiáng)迫電樞平均電流迅速上升，則電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出偏差電壓衰減，使輸出達(dá)不到限幅值。當(dāng)電流反饋電壓與給定電壓相平衡時(shí)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流調(diào)節(jié)器ACR不再使Id迅速增長(zhǎng)。</p><p>　　第二階段：恒流升速階段。在這個(gè)階段，由于ASR的輸出偏差一直為正，

47、使其輸出一直是飽和的，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)，只剩下電流環(huán)單閉環(huán)工作，ACR的調(diào)節(jié)作用使電樞電流基本上保持恒定。在這一階段中，電流調(diào)節(jié)器是不能飽和的，可控電源也不應(yīng)飽和。</p><p>　　第三階段：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到給定值開始，此時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的給定電壓與反饋電壓相平衡，輸出偏差電壓為零，但輸出由于積分的記憶作用還維持在限幅值，因此電動(dòng)機(jī)仍在最大電流下加速，必然產(chǎn)生轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后，ASR輸入端的

48、偏差電壓改變極性，使其輸出電壓幅值被迫迅速下降而退出飽和狀態(tài)，從而電樞電流也開始下降。但是由于Id仍然大于負(fù)載電流，在一段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速仍繼續(xù)上升。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速上升到最大值。此后，經(jīng)過ASR和ACR的調(diào)節(jié)，狀態(tài)變量轉(zhuǎn)速和電流Id達(dá)到穩(wěn)定。</p><p>　　啟動(dòng)過程（從0升到2V）理論計(jì)算PID時(shí)啟動(dòng)的波形：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果：

49、</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果：</b></p><p>　　實(shí)際校正后的PID仿真結(jié)果：將</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果</b></p><p><b&

50、gt;　　加入干擾先后的波形</b></p><p>　　在電流環(huán)輸入部分加入干擾后的波形</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果：</b></p><p>　　在負(fù)載電流波動(dòng)產(chǎn)生干擾后的波形。</p><p>

51、;<b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果：</b></p><p>　　同時(shí)加入干擾后的波形</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果：</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果：</b></p>

52、<p>　　調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速變化的波形（從給定電壓2V降到1.5V）</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　電流仿真結(jié)果</b></p><p><b>　　結(jié)論：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，

53、它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差；它對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用；其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。</p><p>　　電流調(diào)節(jié)器的作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓變化；它對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過程。</p><p>&

54、lt;b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　本文主要進(jìn)行了雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)中主電路電流調(diào)節(jié)器及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，同時(shí)也進(jìn)行了部分的外圍電路，包括保護(hù)電路、檢測(cè)電路、輔助電源電路等。按照工程化的流程由內(nèi)到外的進(jìn)行了電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、仿真驗(yàn)證及優(yōu)化工作，滿足了課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的全部要求，在起動(dòng)過程中，主要由電流環(huán)起主要作用，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，主要由轉(zhuǎn)環(huán)其主要作用，電流環(huán)僅表

55、現(xiàn)為跟隨特性。然而，此次設(shè)計(jì)仍有很大的改進(jìn)的地方，比如可以做更多的不同參數(shù)的對(duì)比試驗(yàn)，嘗試使用智能控制理論而不是傳統(tǒng)的PID控制方法進(jìn)行控制等。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．曾毅，現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)工程，機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2]．陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)——運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

56、（第3版），機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[3]．爾桂花，竇曰軒，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社，2002</p><p>　　[4]．阮毅，陳維鈞，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[5]．余發(fā)山等，自動(dòng)控制系統(tǒng)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[6]．劉進(jìn)軍，王兆安，電力電子技術(shù)（