電力拖動V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計

1、目 錄摘 要2第1章 設(shè)計任務(wù)書3第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成4 2.1 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定.4 2.1.1 設(shè)計思路.4 2.1.2 主電路的確定.42.2 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成.5第3章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算.73.1 整流變壓器容量計算.73.1.1 次級電壓U2.73.1.2 次級電流I2和變壓器容量.83.2 晶閘管的電流、電壓定額計算.8 3.2.1 晶閘管額定電壓UTN8 3.2.2 晶閘管額定電流ITN.83.3 平波電抗器電感量計算.83.4 保護電路的設(shè)計計算.93.4.1過電壓保護93.4.2過電流保護 .11第4章 驅(qū)動控制電路的選型設(shè)計.13第

2、5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動態(tài)設(shè)計.1451電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計1452轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計17設(shè)計小結(jié)18參考文獻19附錄 V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖20摘 要電力拖動自動控制系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置，它被廣泛地應(yīng)用于一般生產(chǎn)機械需要動力的場合，也被廣泛應(yīng)用于精密機械等需要高性能電氣傳動的設(shè)備中，用以控制位置、速度、加速度、壓力、張力和轉(zhuǎn)矩等。直流電動機具有良好的起、制動性能，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，組成晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱V-M系統(tǒng)），和旋轉(zhuǎn)變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管

3、整流裝置不僅在經(jīng)濟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)。 本設(shè)計報告首先根據(jù)設(shè)計要求確定調(diào)速方案和主電路的結(jié)構(gòu)型式，主電路和閉環(huán)系統(tǒng)確定下來后，重在對電路各元件參數(shù)的計算和器件的選型，包括整流變壓器、整流元件、平波電抗器、保護電路以及電流和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算。最后給出參考資料和設(shè)計體會。第一章 設(shè)計任務(wù)書某電動拖車， V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，技術(shù)要求：1該調(diào)速系統(tǒng)能進行平滑的速度調(diào)節(jié)，負載電機不可逆運行，具有較寬的調(diào)速范圍（D10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作2系統(tǒng)靜特性良好，無靜差（靜差

4、率s0.2）3動態(tài)性能指標：轉(zhuǎn)速超調(diào)量n8%，電流超調(diào)量i5%，動態(tài)速降n8-10%，調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程時間（調(diào)節(jié)時間）ts1s 4系統(tǒng)在5%負載以上變化的運行范圍內(nèi)電流連續(xù)5調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)置有過電壓、過電流等保護，并且有制動措施設(shè)計內(nèi)容：1根據(jù)題目的技術(shù)要求，分析論證并確定主電路的結(jié)構(gòu)型式和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖2調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護電路等）3驅(qū)動控制電路的選型設(shè)計（模擬觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路、數(shù)字觸發(fā)器電路 均可）4動態(tài)設(shè)計計算：根據(jù)技術(shù)要求，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，確定ASR調(diào)節(jié)器與ACR調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進行

5、參數(shù)計算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動態(tài)性能指標的要求5繪制V-M雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖（要求計算機繪圖）6整理設(shè)計數(shù)據(jù)資料，課程設(shè)計總結(jié)，撰寫設(shè)計計算說明書技術(shù)數(shù)據(jù)：晶閘管整流裝置：Rrec=0.032，Ks=45-48。負載電機額定數(shù)據(jù)：PN=90KW，UN=440V，IN=220A，nN=1800r/min，Ra=0.088，=1.5。系統(tǒng)主電路：R=0.12，Tm=0.1s第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成21 晶閘管結(jié)構(gòu)型式的確定2.1.1 設(shè)計思路本設(shè)計中直流電動機由單獨的可調(diào)整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動機的可調(diào)直流電源。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角的大

6、小來控制輸出電壓Ud的大小，從而改變電動機M的電源電壓。由改變電源電壓調(diào)速系統(tǒng)的機械特性方程式 n=( Ud/Ce)-(RO+Ra)T/ CeCT2 Ud 整流電壓 RO 整流裝置內(nèi)阻可知，改變Ud，即可改變轉(zhuǎn)速n。2.1.2 主電路的確定雖然三相半波可控整流電路使用的晶閘管個數(shù)只是三相全控橋整流電路的一半，但它的性能不及三相全控橋整流電路。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合直流電動機的負載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近50）。把該電路應(yīng)用于本設(shè)計，能實現(xiàn)電動機連續(xù)、平滑地轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、電動機不可逆運行等技術(shù)要求。三相全控橋整流電路實際上是組成三相半波

7、晶閘管整流電路中的共陰極組和共陽極組串聯(lián)電路，如圖六所示。三相全控橋整流電路可實現(xiàn)對共陰極組和共陽極組同時進行控制，控制角都是。在一個周期內(nèi)6個晶閘管都要被觸發(fā)一次，觸發(fā)順序依次為：，6個觸發(fā)脈沖相位依次相差。為了構(gòu)成一個完整的電流回路，要求有兩個晶閘管同時導通，其中一個在共陽極組，另外一個在共陰極組。為此，晶閘管必須嚴格按編號輪流導通。晶閘管與 按A相，晶閘管與 按B相，晶閘管與 按C相，晶閘管接成共陽極組，晶閘管 接成共陰極組。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輸入觸發(fā)脈沖的晶閘管，同時導通時，才構(gòu)成完整的整流電路

8、。由于電網(wǎng)電壓與工作電壓（U2）常常不一致，故在主電路前端需配置一個整流變壓器，以得到與負載匹配的電壓，同時把晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離，可起到降低或減少晶閘管變流裝置對電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的干擾?？紤]到控制角增大，會使負載電流斷續(xù)，并且負載為直流電動機時，由于電流斷續(xù)和直流的脈動，會使晶閘管導通角減少，整流器等效內(nèi)阻增大，電動機的機械特性變軟，換向條件惡化，并且增加電動機的損耗，故在直流側(cè)串接一個平波電抗器，以限制電流的波動分量，維持電流連續(xù)。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，電路中加入了過電壓、過電流保護裝置。圖2-122 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制電壓Uc就

9、可改變電動機的轉(zhuǎn)速。如果負載的生產(chǎn)工藝對運行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，但是，對靜差率有較高要求時，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。這時就要采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)的單個轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。二者之間實行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當作電流調(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

10、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)。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。兩個調(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Uim*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限制了電力電子電換器的最大輸出電壓Udm。系統(tǒng)組成的原理框圖如下：ASR轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR電流調(diào)節(jié)器， TG測速發(fā)電機，TA電流互感器，UPE電力電子變換器，Un*轉(zhuǎn)速給定電壓，Un轉(zhuǎn)速反饋電壓，Ui*電流給定電壓，Ui電流反饋電壓 圖2-2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框第3章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參

11、數(shù)計算3.1 整流變壓器容量計算3.1.1 次級電壓U2： 為了保證負載能正常工作，當主電路的接線形式和負載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計算整流變壓器次級電壓U2。影響U2值的因素有：（1）U2值的大小首先要保證滿足負載所需求的最大直流值Ud（2）晶閘管并非是理想的可控開關(guān)元件，導通時有一定的管壓降，用UT表示（3）變壓器漏抗的存在會產(chǎn)生換相壓降（4）平波電抗器有一定的直流電阻，當電流流經(jīng)該電阻時就要產(chǎn)生一定的電壓降（5）電樞電阻的壓降綜合以上因素得到的U2精確表達式為： A= Ud0/U2，表示當控制角=0°時，整流電壓平均

12、值與變壓器次級相電壓有效值之比。B=Ud/Ud0，表示控制角為時和=00時整流電壓平均值之比。UK%變壓器的短路電壓百分比，100千伏安以下的變壓器取UK%=5，1001000千伏安的變壓器取UK%=58為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。根據(jù)規(guī)定，允許波動+5%-10%，即=1.050.9C是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，表示電動機電樞電路總電阻的標么值，對容量為15150KW的電動機，通常ra=0.080.04nUT表示主電路中電流經(jīng)過幾個串聯(lián)晶閘管的管壓降對于本設(shè)計：為了保證電動機負載能在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),計算所得的U2應(yīng)有一定的裕量,根據(jù)經(jīng)驗所知,公式中的控制角應(yīng)取300為宜。=0.9,A=2.34,B=

13、0=，C=0.5，UK%=5 取U2=270V3.1.2 次級電流I2和變壓器容量：I2=KI2·Id , KI2為各種接線形式時變壓器次級電流有效值和負載電流平均值之比。對于本設(shè)計KI2取0.816,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗，故I2=0.816×220=179.52A S=1/2（S1+S2）=m1U1I1=m2U2I2=3×270×179.52=145.41KVA3.2 晶閘管的電流、電壓定額計算3.2.1 晶閘管額定電壓UTN 晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實際承受的最大電壓Um，考慮到電網(wǎng)電壓的波動和操作過電壓等因素，還要放寬23倍

14、的安全系數(shù)，即按下式選取UTN=（23）UM，式中系數(shù)23的取值應(yīng)視運行條件，元件質(zhì)量和對可靠性的要求程度而定。對于本設(shè)計，UM=U2，故計算的晶閘管額定電壓為UTN=（23）U2=（23）×270=13231984V,取1800V3.2.2 晶閘管額定電流IT（AV） 為使晶閘管元件不因過熱而損壞，需要按電流的有效值來計算其電流額定值。即必須使元件的額定電流有效值大于流過元件實際電流的最大有效值。可按下式計算：IT（AV）=(1.52)KfbIMAX，式中計算系數(shù)Kfb=Kf/1.57Kb由整流電路型式而定，Kf為波形系數(shù)，Kb為共陰極或共陽極電路的支路數(shù)。當=00時，三相全控橋電

15、路Kfb=0.368故計算的晶閘管額定電流為IT（AV）=(1.52)KfbIMAX =(1.52) ×0.368×(220×1.5)=182.16242.88A，取200A3.3 平波電抗器電感量計算 由于電動機電樞和變壓器存在漏感，因而計算直流回路附加電抗器的電感量時，要從根據(jù)等效電路折算后求得的所需電感量中，扣除上述兩種電感量。電樞電感量LM按下式計算 P電動機磁極對數(shù)，KD計算系數(shù)，對一般無補償電機：KD=812對于本設(shè)計，P=2，KD=10則整流變壓器漏電感折算到次級繞組每相的漏電感LB按下式計算 U2變壓器次級相電壓有效值Id晶閘管裝置直流側(cè)的額定負載

16、電流KB與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)對于本設(shè)計，KB=3.9，=5則變流器在最小輸出電流Idmin時仍能維持電流連續(xù)時電抗器電感量L按下式計算，K是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，三相全控橋K取0.693則使輸出電流連續(xù)的臨界電感量L平L平=L-LM-2LB=17.01-2.77-2×0.24=13.76(mH)電抗器電感量應(yīng)大于15 mH3.4 保護電路的設(shè)計計算3.4.1 過電壓保護：交流側(cè)過電壓的保護圖3-1 采用RC過電壓抑制電路如圖3-1所示，在變壓器次級并聯(lián)RC電路，以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場能而存儲起來，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過程中可以消耗一

17、部分能量并且抑制LC回路可能產(chǎn)生的震蕩。本設(shè)計采用三相全控橋整流電路，變壓器的繞組為Y聯(lián)結(jié)，阻容保護裝置采用三角形接法，故可按下式計算阻容保護元件的參數(shù) 電容C的耐壓 電阻R的功率為式中 ST變壓器每相平均計算容量（VA）U2變壓器次級相電壓有效值（V）勵磁電流百分比，當ST幾百伏安時=10，當ST1000伏安時=35UK%變壓器的短路電壓百分比IC,UC當R正常工作時電流電壓的有效值（A，V） 對于本設(shè)計，UK%=5， =5，ST=145.41/3=48.47KVA（1） 電容器的計算,取7,取1200V選擇C=7F，耐壓1200V的金屬化紙介電容(2)電阻值的計算取R=20RC支路電流IC

18、近似為電阻R的功率為 直流側(cè)的過電壓保護 整流器直流側(cè)開斷時，如直流側(cè)快速開關(guān)斷開或橋臂快熔熔斷等情況，也會在A、B之間產(chǎn)生 過電壓，如圖3-2所示本設(shè)計用非線性元氣件抑制過電壓，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，損耗很小，過電壓時(擊穿后)則能通過達數(shù)千安的浪涌電流， 所以抑制電流能力很強。圖3-2壓敏電阻的額定電壓U1mA的選取可按下式計算Ud0為晶閘管控制角=00時直流輸出電壓 對于本設(shè)計：通常用于中小功率整流器操作過電壓保護時，壓敏電阻通流容量可選擇（35）KA晶閘管換相過電壓保護

19、如圖3-3，在晶閘管元件兩端并聯(lián)RC電路，起到晶閘管換相過電壓的保護。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。R、C值可按經(jīng)驗數(shù)據(jù)選取，對于本設(shè)計晶閘管額定電流為220A，故C可取0.3,R可取20。圖3-33.4.2 過電流保護 在電路中串接的器件是快速熔斷器，這是一種最簡單有效而應(yīng)用最普遍的過電流保護元件，其斷流時間一般小于10ms，按圖3-4接法熔斷器與每一個晶閘管元件相串聯(lián)，可靠的保護每一個晶閘管元件。熔斷器的額定電壓、電流可按下式計算額定電壓URN：不小于線路正常工作電壓的方均根值額定電流： 電流裕度系數(shù)，取=1.11.5環(huán)

20、境溫度系數(shù)，取=11.2實際流過快熔的電流有效值對于本設(shè)計：因U2=270V，取URN=550V； ， 取=120A。 因而可選取RS3型550V/120A的快熔。圖3-4第4章 驅(qū)動控制電路的選型設(shè)計 由于集成觸發(fā)電路不僅成本低、體積小，而且還有調(diào)式容易、使用方便等優(yōu)點，故本設(shè)計采用KJ041集成觸發(fā)電路。 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。KJ041實用電路如圖4-1所示，移相觸發(fā)器輸出脈沖加到該器件的16端，器件內(nèi)的輸入二極管完成“或”功能，形成補脈沖，該脈沖經(jīng)放大后分6路輸出。當控制端7接邏輯“0”電平時，器件內(nèi)的電子開關(guān)

21、斷開，各路輸出觸發(fā)脈沖。 采用KJ041集成觸發(fā)電路的同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓180度。本設(shè)計主電路整流變壓器采用D，y-11聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用D，y-11，5聯(lián)結(jié)。這時，同步電壓選取的結(jié)果見表4-1。圖4-1同步變壓器和整流變壓器接法 晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓+Ua-Uc+Ub-Ua+Uc-Ub同步電壓-Usa+Usc-Usb+Usa-Usc+Usb表4-1 各晶閘管的同步電壓第五章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動態(tài)設(shè)計51 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計5.1.1 時間常數(shù)的確定系統(tǒng)電磁時間常數(shù)Tl：由上可知L=35.98mH，R=0.5，整流電路形式最大失控時間Tsmax/ms平

22、均失控時間Ts/ms單相半波20 10單相橋式 10 5三相半波 6.67 3.33 三相橋式3.33 1.67表5-1 各種整流電路的失控時間（f=50Hz）整流裝置滯后時間常數(shù)Ts：按表5-1，三相橋式電路的平均失控時間為Ts=0.0017s。 電流濾波時間Toi：三相橋式電路每個波頭的時間是3.33ms，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1-2）Toi=3.33s，因此取Toi=2ms=0.002s。 電流環(huán)小時間常數(shù)之和Ti：按小時間常數(shù)近似處理，取Ti=Ts+Toi=0.0037s。5.1.2 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)設(shè)計要求i5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控

23、制對象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為，電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。檢查對電源電壓的抗擾性能： =0.142/0.0037=38.31，對照典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標都是可以接受的。5.1.3 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算 電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)i=Tl=0.07s。電流開環(huán)增益：要求i5%時，按表5-2應(yīng)取KITi=0.5，因此KI=0.5/Ti=0.5/0.0037=135.1s-1。取Ks=48，而電流反饋系數(shù)=10V/1.5IN=10/（1.5×220）=0.03V/A于是，ACR的比例系數(shù)為參數(shù)關(guān)系KT0.250.390.500.691

24、.0阻尼比1.00.80.7070.60.5超調(diào)量0%1.5%4.3%9.5%16.3%上升時間tr6.6T4.7T3.3T2.4T峰值時間tp8.3T 6.2T 4.7T3.6T相對穩(wěn)定裕度76.3°69.9°65.5°59.2°51.8°截止頻率c0.243/T0.367/T0.455/T 0.596/T 0.786/T表5-2 典型型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標和頻域指標與參數(shù)的關(guān)系5.1.4 近似條件校驗 電流環(huán)截止頻率：ci=KI=135.1s-1。 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件:1/（3Ts）=1/（3×0.0017）=196

25、.1s-1ci，滿足近似條件。 忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件: ，ci，滿足近似條件。 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件:ci，滿足近似條件。5.1.5 電流調(diào)節(jié)器的實現(xiàn)按所用運算放大器取R0=40k，各電阻和電容值為Ri=KiR0=1.642×40=65.68k，取65 k； Ci=i/Ri=0.07/（65×103）1.08×10-6F=1.08F，取1.1F； Coi=4Toi/R0=4×0.002/40000=0.2×10-6F，取0.2F。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為i=4.3%5%（見表5-2），滿足設(shè)計要

26、求。52 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計5.2.1 時間常數(shù)的確定 電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI：已取KITi=0.5，則1/KI=2Ti=2×0.0037=0.0074s。 轉(zhuǎn)速濾波時間常數(shù)Ton：根據(jù)所用測速發(fā)電機紋波情況，取Ton=0.01s。轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)Tn：按小時間近似處理, Tn=1/KI+Ton=0.0074+0.01=0.0174s 5.2.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 按照設(shè)計要求，選用典型型系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 5.2.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算 按跟隨和抗擾性能都較好的原則，取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為n=hTn=5×0.0174=0.087s，可求得轉(zhuǎn)

27、速環(huán)開環(huán)增益，因為Ce=（UN-INRa）/nN=（440-220×0.088）/1000=0.234Vmin/r，=10V/ nN =10/1800=0.006 Vr/min，于是可得ASR的比例系數(shù)為5.2.4 近似條件校驗 由式K=1c得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為。電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件，滿足簡化條件，轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件，滿足近似條件。5.2.5 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的實現(xiàn) 取R0=40k，則Rn=KnR0=3.36×40=134.48k，取1400k； Cn=n/Rn=0.087/（140×103）0.621×10-6F=0.621F，取0.7F；Con=

28、4Ton/R0=4×0.01/（40×103）=1×10-6=1F，取1F。5.2.6 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量當h=5時，由表5-3查得，n=37.6%，不能滿足設(shè)計要求。實際上，由于表四是按線性系統(tǒng)計算的，而突加階躍給定時，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計算超調(diào)量。h3 4567891052.6%43.6%37.6%33.2%29.8%27.2%25.0%23.3%tr/T2.402.652.853.003.103.203.303.35ts/T12.1511.659.5510.4511.3012.2513.2514.20k32211111

29、表5-3 典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標（按Mmin準則確定參數(shù)關(guān)系）設(shè)理想空載起動時，負載系數(shù)z=0，已知=1.5，IN=220A，nN=1800r/min，Ce=0.234Vmin/r，Tm=0.1s，Tn=0.0174s。當h=5時，由表5-4查得，Cmax/Cb=81.2%，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降nN=INR/ Ce=220×0.12/0.234=94.01 r/min，代入式 ， 計算得：n=能滿足設(shè)計要求。h345678910Cmax/Cb72.2%77.5%81.2%84.0%86.3%88.1%89.6%90.8%tm/T2.452.702.853.00

30、3.153.253.303.40tv/T13.6010.458.8012.9516.8519.8022.8025.85表5-4 典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系設(shè)計小結(jié)通過本次對一個V-M雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計使我對電力電子技術(shù)電力拖動自動控制系統(tǒng)有了進一步的了解與認識。對所學內(nèi)容有了更深刻的印象，并且進一步認識到工程設(shè)計時與實際相聯(lián)系的重要性，比如在計算元件參數(shù)時計算出來的值往往與實際生產(chǎn)參數(shù)不符，這就需要根據(jù)實際情況對參數(shù)進行取舍。另外，做設(shè)計時信息十分重要，我運用文件檢索工具查閱了大量的相關(guān)資料，這對設(shè)計大有益處。本次課程設(shè)計為對我將來的畢業(yè)設(shè)計和工作需要打下了扎實的基礎(chǔ)。通過三周的課程設(shè)計，我學到了不少。我可以將我所學理論知識很好的運用到了實際當中，在具體