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1、双闭环不可逆直流调速系统摘 要根据晶闸管的特性，通过调节控制角的大小来调节电压，基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速电流双闭环调速控制电路，在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电，本文先确定主电路的结构形式和各个元部件的设计，同时对其参数进行计算，包括晶闸管、电抗器，直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统为对像来设计直流电动机调速控制电路，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设计两个调节器，电流调节器和速度调节器，为了实现电流和转速分别起作用，二者之间实行串级连接，即把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，在把电流调节器
2、的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR都采用PI调节器,以便能保证系统获得良好的静态和动态性能转速调节器在双闭环直流调速系统中的作用是减小转速误差，采用PI调节器可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅决定电动机允许的最大电流;电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用是使电流紧紧跟随其给定电压的变化；对电网的波动起到及时抗干扰作用；加快动态过程；堵转或过载时起快速自动保护作用。本课题内容重点包括电流、转速控制器的原理，并且根据原理对控制器的两个调节进行了详细的设计，概述整个电路的动静态性能，并各部分的保护和晶闸管的触发电路设计，最后将整个控制器的电路
3、图设计完成。关键词 双闭环；晶闸管；可逆直流调速系统；SR；CR；静差I-I-目 录摘要I第1章 绪论31.1 课题的背景和意义31.2 课题的发展状况41.3 设计要求41.4 设计内容41.5 本章小结5第2章 系统主电路设计62.1 系统主电路结构设计62.2 实验系统组成及工作原理92.3 给定器的设计92.3.1 电压给定器92.3.2 零速封锁器DZS102.3.3 速度变换器FBS102.3.4 速度调节器ASR112.3.5 电流调节器ACR112.3.6 触发装置GT112.4 主电路参数的设计112.4.1 晶闸管参数计122.4.2 晶闸管的额定电流计算122.4.3 晶
4、闸管的额定电压计算132.4.4 平波电抗器的参数计算132.5 本章小结13第3章 调节器的计算143.1 确定电流调节器的时间参数143.2 选择电流调节器的结构143.3 计算电流调节器的参数153.4 校验近似条件153.5 计算调节器电阻和电容16 3.6 本章小结.17第4章 速度调节器的设计174.1 确定转速调节器的时间常数174.2 转速调节器的结构设计174.2.1 转速调节器的选择174.3 计算转速调节调节器参数184.4 校验近似条件184.5 计算调节器电阻和电容194.6 本章小结19第5章 保护电路设计215.1 过电压保护215.2 过电流保护225.2.1
5、转速调节器的选择235.3 本章小结23结 论24参考文献25致 谢26附 录27- III -第1章 绪论1.1 课题的背景和意义许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态，动态性能。而直流调速系统调速范围广，静差率小，稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时间内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。它具有动态响应快，抗干扰能力强等优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗干扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节
6、器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动，突加负载动态速率小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截止至限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的
7、。这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。随着社会化大生产的不断发展，电力传动装置在现代化工业生产中的得到广泛应用，对其生产工艺，产品质量的要求不断提高，这就需要越来越多的生产机械能够实现制动调速，因此我们就要对这样的自动调速系统作一些深入的了解和研究。本次设计的课题是双闭环晶闸管不可逆直流调速系统，包括主电路和控制电路。主电路由晶闸管构成，控制电路主要由检测电路，驱动电路构成，检测电路又包括转速监测和电流检测等部分。按电机的类型不同，电气传动又分交流调速和直流调速。直流调速是指人为的或自动的改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。从机械特性上看，就是通过改变电动机的参
8、数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起，制动性能，宜于在广泛的范围内平滑调速，在轧钢机，矿井卷扬机，挖掘机，海洋钻机，金属切削机床，制造机，高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。1.2 课题的发展状况近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着具足轻重的作用。另一方面，需要指出的是电气传动与自动控制有着密切的关系。调速传动的控制装置主要是各种电
9、力电子变流器，它为电动机提供可控的直流或交流电流，并成为弱点控制强点的媒介1。可以说，电力电子技术的进步是电气传动调速系统发展的有力推动。把这两者结合起来研究直流调速系统，更有利于对直流调速系统的全面认识。1.3 设计要求1稳态无静差，空载起动到额定转速超调2完成系统个环节的原理图设计和参数计算3根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求 。4调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施设计不可逆转速、电流双闭环直流调速系统，基本技术数据参数如下：1.直流电动机： PN=150kw, UN=22
10、0V，IN=700A，nN=1000r/min，=1.5,Ra=0.05, ,GD2=125Nm2，电枢回路总电阻R=0.8。1.4 设计内容1根据题目的技术要求，分析并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。2调速系统主电路元部件的确定及其参数的计算（包括电力电子器件、平波电抗器与保护电路等） 3动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器和ACR调节器的结构形式及进行参数计算，使调节系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。4绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统电器原理图。 第2章 系统主电路设计2.1 系统主电路结构设计变压器调速是直流调速系统用
11、的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变Ud，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件限制，适用于中、小功率的系统。根据本设计的技术要求和特点选V-M系统。在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出瞬时电压Ud
12、。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相全控桥式整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥整流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上所述，选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。三相桥式全控整流电路的原理如图2-1所示，习惯将其中阴极连接在一起到3个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、
13、VT2）称为共阳极，另外通常习惯晶闸管从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶体管分别是VT1、VT3、VT5,共阳极组中与a，b，c三相电源相接的3个晶闸管分别是VT4、VT6、VT2。其工作特点如下：每个时刻均需两个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中一个晶闸管是共阴极组的，一个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。对触发脉冲的要求：六个晶闸管的脉冲按VT1VT2VT3VT4VT5VT6的顺序相为，相位依次相差；共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差;同一相的上下两个桥臂即VT1与VT4
14、，VT3与VT6，VT5与VT2脉冲相差。 图2-1 三相桥式全控整流电路原理图整流输出电压一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为确保电路的正常工作，需保证同时导通的两个晶闸管均有触发脉冲。为此，可采用两种方法：一种是使脉冲宽度大于（一般取），称为宽脉冲触发；另一种方法是，在触发某个晶闸管的同时，给前一个晶闸管补发脉冲，即用两个窄脉冲代替宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差，脉宽一般为，称为双脉冲触发。双脉冲电路较复杂，但要求的触发电路输出功率小。宽脉冲触发电路虽可少输出一半脉冲，但为了不使脉冲变压器饱和，需将铁芯体积做得较大，绕组匝数
15、较多，导致漏感增大，脉冲前沿不够陡，对于晶闸管串联使用不利。虽可用去磁绕组改善这种情况，但又触发电路复杂化。因此，常用的是双脉冲触发。启动时，加入给定电压Ug,速度调节器和电流调节器即以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大启动电流加速启动，知道电机转速达到给定转速，并在出现超调后，速度调节器和电流调节器退出饱和，最后稳定在略低于给定转速值下运行。系统工作时，要先给电动机加励磁，改变给定电压UG的大小即可方便地改变电动机的转速。电流调节器、速度调节器均设有限幅环节，速度调节器的输出作为电流调节器的给定，利用速度调节器输出限幅可达到限制启动电流的目的，电流调节器的输出作为触发电路的控制电压，利用电
16、流调节器的输出的限幅可达到限制的目的。如下图2-2是双闭环不可逆直流调速系统原理图。图2-2 双闭环直流调速系统电路原理图G:给定器 DZS：零速封锁器 ASR：速度调节器 ACR：电流调节器GT：触发装置 FBS：速度变换器 FA：过流保护器 FBC：电流变换器AP1：组脉冲放大器 双闭环直流系统的稳态结构图如图2-3所示，分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI调节器的稳太特征。一般存在两种状况：饱和输出达到限幅值；不饱和输出未达到限幅值。当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，相当与使该调节环开环。当调节器不饱和时，PI作用使输入偏差电压在稳太时总是为零.U图2-3 双闭环
17、直流调速系统的稳态结构图2.2 实验系统组成及工作原理双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由电流和转速两个调节器综合调节，由于调速系统调节的主要量为转速，故转速环作为主环放在外面，电流环作为付环放在里面，这样可抑制电网电压波动对转速的影响，实验系统的组成如图2-4所示。图2-4 实验系统组成2.3 给定器的设计2.3.1 电压给定器给定器G的原理图如图2-5所示。给定器可以产生幅值可调和极性可变的阶跃给定电压或可平滑调节给定电压。本设计是不可逆系统所以只需要给定正电压, 电压给定器是由两个电位器RP1、RP2及一个钮子开关Sl组成。RP1、RP2分别用来调节正负电压的大小，最大输出电压为10V，S2
18、为开停开关。其中两个电位器的电阻都取10，又因为，则其功率 ， 则取用功率为0.02的电阻。 图2-5 给定器原理图2.3.2 零速封锁器DZS零速封锁器的作用是当系统处于停车状态时，即给定电压为零，同时电动机转速速也为零时4。将系统中所有调节器锁零，以避免停车时，由于个调节器的零点漂移，致使晶闸管整流电路有微量的输出，从而使保证电机不会爬行。2.3.3 速度变换器FBS速度变换器它的主要作用是将直流测速发电机的输出电压进行滤波，滤除交流分量并变换为能满足系统需要的与电动机转速成正比的电压作为系统的转速反馈信号，速度变换器为速度检测变换环节，所以还备有转速的检测信号。其原理图如图2-6所示。
19、图2-6 速度变换器原理图2.3.4 速度调节器ASR如图2-3所示，速度调节器由二极管VD3、VD4和电位器RPl、RP2组成正负限幅可调的限幅电路。由C5、R5组成反馈微分校正网络，有助于抑制振荡，减少超调，速度调节器可为比例调节器，也可接成比例积分调节器，场效管VT1，为零速封锁电路，当A端为0V时，VD5导通，将调节器反馈网络短接而封锁；当A端为-15V时，VD5夹断，调节器投入工作。2.3.5 电流调节器ACR电流调节器工作原理基本上与速度调节器相同，与速度调节器相比，增加了4个输端，“2”端接推信号，“4”和“6”接逻辑控制器的相应输出端UZ和UF，当这一端为高电平时，三极管VT1
20、、VT2导通将信号对地短接，用于逻辑无环流可逆系VT3、VT4组成互补输出电流放大级。2.3.6 触发装置GT触发装置GT和I组脉冲放大器AP1触发电路原理，三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极的三相半波和一组共阳极的三相半波可控整流电路串联起来构成的，习惯上将晶闸管按照其导通顺序编号共阴极的一组为VT1、VT3和VT5，共阳极的一组为VT2、VT4和VT6。本设计采用DK01的触发装置为集成触发电路，在由KC04，KC41，KC42集成触发电路芯片基础上，增加了由CD4066，CD4069等芯片构成的模拟开关，以控制输出触发脉冲的形式。KC04是移相集成触发器，KC41是六路双脉冲形成器，K
21、C41与三块KC04可组成三相全控桥双脉冲触发电路，KC42为脉冲列调整形成器，以减小触发电源功率及脉冲变压器体积，提高脉冲前沿陡度。2.4 主电路参数的设计由于整流输出电压U的波形在一周期内波动6次的波形相同，因此在计算时只需对一个脉冲进行计算。因此得到整流输出平均电压Ud=2.34U2cos 取=0 由电机时间参数取Ud=220V则 U2=94V 2.4.1 晶闸管参数计在晶闸管整流装置找中采用三相桥式全控整流，有变压器为整流装置提供电源，可控整流的原理：当晶闸管的阳极和阴极承受正向电压并且门极加触发信号晶闸管导通，并且去掉门极的触发信号晶闸管依然维持导通，当晶闸管的阳极和阴极之间承受反向
22、电压并且门极不管加不加触发信号晶闸管关断。对于三相桥式整流电路，晶闸管电流的有效值为：由电机参数可取Id=700A 则晶闸管的额定电流为：取1.52倍的安全裕量，。由于电流连续，因此晶闸管最大正反向峰值电压均为变压器二次线电压峰值，即：取23倍的安全裕量，2.4.2 晶闸管的额定电流计算晶闸管的电流定额主要由其通态平均电流来标称，规定为晶闸管在环境为和规定的冷却状态下，稳定结温不超过额定结温是允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。因此在使用时同样应按照实际波形的电流与通态平均电流所造成的发热效应相等，即有效值相等的原则来选取晶闸管的电流定额，并留有一定裕量。一般取其通态平均电流为此原则所得计
23、算结果的1.5-2倍。可按下式计算： 式中计算系数=/1.57由整流电路型式而定，为波形系数，为共阴极或共阳极电路的支路数。当时，三相全控桥电路=0.368故晶闸管额定电流 取其电流定额为200A。2.4.3 晶闸管的额定电压计算通常取晶闸管的断态重复峰值电压和反向重复峰值电压中较小的标值作为该器件的额定电压。选用时，额定电压要留有一定裕量，一般取额定电压为正常工作电压时晶闸管所承受峰值电压的2-3倍。本设计中峰值电压538.9V晶闸管电压定额取其电压定额=1500V。2.4.4 平波电抗器的参数计算平波电抗器L的功能是使输出的直流电流更平滑，平波电抗器用于整流以后的直流回路中，整流电路的脉波
24、数总是有限的，在输出的整流直流电压中总是有纹波的，这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制，平波电抗器的电感一般按低速轻载时保证电流连续的条件来选择，通常首先给定最小电流Idmin=(5%-10%)IN,这里取10%。在用它计算所需的总电感量，减去电枢电感既得平波电感值对于三相桥式整流电路，总电感量的计算公式为： Idmin=0.07700A=49A由电机时间参数取U2=94V，则。电枢电感的计算公式为 P电动机磁极对数，计算系数，对一般无补偿电机：=812那么电枢电感mH平波电抗器电感值取为=1.2-0.78=0.42mH2.5 本章小结主电路主要包括电压给定器，零速封锁器DZS，速度
25、变换器FBS，速度调节器ASR，电流调节器ACR，触发装置GT。第3章 调节器的计算3.1 确定电流调节器的时间参数1.整流装置滞后时间：三相桥式电路的平均失控时间 Ts = 0.0017s。2.电流滤波时间常数Toi：三相桥式电路每个波头的时间是3.33ms，为了基本滤平波头应有（1 2）Toi = 3.33s。则Toi=0.002s。3.电流环小时间常数：按小时间常数近似处理：。电动机的电动势系数：电动机额定励磁下的转矩系数：电力系统机电时间常数3.2 选择电流调节器的结构从稳态上看，要求电流无静差，可得到理想的堵转性。从动态上看，系统不应该有电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电
26、流在动态过程中不超过允许值。而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要因素。为此，电流环以跟随性为主5。选用典型型系统，采用PI调节器，其传递函数为：检查对电源电压的抗扰性能：采用典型I型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。Ff =0。3.3 计算电流调节器的参数1为了让调节器的零点与控制对象的大时间常数极点对消，则电流调节器超前时间常数：。2.采用西门子“最佳整定”方法的“模最佳系统”，参数取：，。因此，电流开环增益：电流反馈系数：电位器给定电压=10V，则晶闸管整流放大系数：ACR的比例系数为：3.4 校验近似条件电流环截止频率：1.晶闸管整流装置传递函数的近似条件 满足近似条件2.忽略
27、反电动势变化对电流环动态影响的条件 满足近似条件3电流环小时间常数近似处理条件 满足近似条件3.5 计算调节器电阻和电容采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式PI型电流调节器，其原理图如图3-1所示。图中为电流给定电压，为电流负反馈电压6，调节器的输出就是电力电子变换器的控制电压。图3-1 PI型电流调速器所用运算放大器取，则各电阻和电容值为： ， 取52K。， 取0.05F。电流调节器设计完成。3.6 本章小结本章主要是阐述电流调节器的计算，包括确定电流调节器的时间参数、结构、其他参数、校验近似条件以及计算调节器的电阻和电容。第4章 速度调节器的设计4.1 确定转速调节器的时间常数电流环等效时间常
28、数：转速滤波时间常数：转速环小时间常数：按小时间常数近似处理，取转速反馈系数： 4.2 转速调节器的结构设计4.2.1 转速调节器的选择为实现转速无静差，转速环开环传递函数应有两个积分，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节包含在转速调节器ASR中，使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能7，所以应该选择典型II型系统，这样系统动态抗扰性能好。ASR采用PI调节器，其传递函数为：含给定滤波和反馈滤波的PI型转速调节器原理图如图4-1。图4-1 含给定滤波和反馈滤波的PI型转速调节器4.3 计算转速调节调节器参数按跟随性与抗扰性能较好的原则，取h=3，。当h=3时调节时间最短，动态跟随
29、性能适中。则ASR的超前时间常数为：转速环开环增益：ASR的比例系数为4.4 校验近似条件转速环截止频率为：1.电流环传递函数简化条件为 满足简化条件2.转速环小时间常数近似处理条件为 满足简化条件4.5 计算调节器电阻和电容所用运算放大器取，则 取386按退饱和超调量的计算方法计算调速系统空载启动到额定转速时的转速超调量：能满足转速环设计要求。4.6 本章小结本章主要是对速度调节器的设计，主要包括确定转速调节器的时间参数、结构设计、选择、计算转速调节器的参数、校验近似条件、计算电阻和电容。第5章 保护电路设计5.1 过电压保护过电压保护可分为交流侧和直流侧过电压保护，前面常采用的保护措施有阻
30、容吸收装置、硒堆吸收装置、金属氧化物压敏电阻，这里用压敏二极管抑制事故过电压1交流侧过电压保护压敏电阻采用由金属氧化物烧结制成的非线性压敏元件作为过电压保护，其主要优点在于：压敏电阻具有正反向相同的陡峭的伏安特性，在正常工作是只有很微弱的电流通过元件，而一旦出现过电压时电压，压敏电阻可通过高达数千安的放电电流，将电压抑制在允许的范围内并具有损耗低，体积小，对过电压反应快等优点。压敏电阻的额定电压的选择可按下式计算: (5-1)式中，压敏电阻的额定电压，VYJ型压敏电阻的额定电压有：100V，200V，400V，760V，1000V等。变压器二次侧的线电压有效值，对于星形接法的线电压等于相电压=
31、。 2.直流侧过电压保护：利用电阻和电容吸收操作过压。整流器直流侧在快速开关断开或桥臂快速熔断等情况，本设计用压敏电阻设计来解决过电压时（击穿后），正常工作时漏电流小，损耗低，而泄放冲击电流能力强，抑制过电压能力强8。压敏电阻的额定电压的选取可按下式计算：压敏电阻承受的额定电压峰值式中为压敏电阻额定电压，为电网电压升高系数，一般取。压敏电阻承受的额定电压峰值就是晶闸管控制角时输出电压。对于本设计：因此压敏电阻额定电压取250V型压敏电阻。3. 晶闸管过电压保护 晶闸管对过电压很敏感，当正向电压超过其断态重复峰值电压一定值时，就会误导通，引发电路故障，当外加的反向电压超过其反向重复峰值电压一定值
32、时，晶闸管将会立即损坏9。因此，必须设置过电压的保护及抑制过电压的方法，过电压产生的原因主要是供给的电压功率或系统的储能发生了激烈的变化，使得系统来不及转换，或者系统中原来积聚的电磁能量不能及时消散而造成的，本设计在晶闸管元件两端并联RC阻容吸收电路来抑制过电压。 在晶闸管元件两端并联RC阻容吸收电路。，得 由于一个周期晶闸管充放电各一次，因此：功率选择留倍的裕量 因此电阻R选择阻值为20，功率选择15W的电阻，电容C选择容量为0.55.2 过电流保护交流侧经电流互感器接入过电流继电器或直流侧接入过电流继电器，可以在发生过电流时动作，断开主电路。也可以在每个桥臂串快速熔断器对晶闸管进行过电流保
33、护。快速熔断器的要求：熔断器的额定电压 因此，按本课题的设计要求，用于晶闸管过电流保护的快速熔断器的额定电压可选择240V。5.2.1 转速调节器的选择为实现转速无静差，转速环开环传递函数应有两个积分，在负载扰动作用点前面必须有一个积分环节包含在转速调节器ASR中，使系统在阶跃扰动时无稳态误差，并具有较好的抗扰性能，所以应该选择典型II型系统，这样系统动态抗扰性能好。ASR采用PI调节器，其传递函数为：含给定滤波和反馈滤波的PI型转速调节器原理图如下图5-2。图5-1 含给定滤波和反馈滤波的PI型转速调节器5.3 本章小结保护电路分过电压保护和过电流保护。过电压保护可分为交流侧和直流侧过电压保
34、护，交流侧经电流互感器接入过电流继电器或直流侧接入过电流继电器，可以在发生过电流时动作，断开主电路。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。 - 24 -结 论通过这次设计，我对双闭环不可逆调速系统有了进一步的理解和运用，加深了对电机调速应用。双闭环调速就是转速、电流两种负反馈在不同的阶段分别起作用。而在双闭环直流调速系统中，转速和电流调节器的结构选择与参数设计都要从动态校正的需要来解决。对于调速系统，最重要的动态性能是抗扰性能。一般来说，双闭环调速系统具有比较满意的动态性能。在设计双闭环调速系统的时候采用工程设计方法，在设计时，把实际系统校正或
35、简化成典型系统，利用现成的公式或简明的图表来进行参数计算，这样设计过程就简单得多。设计过程第一步先解决动态稳定性和稳态精度，选择调节器的结构确保系统稳定且满足稳态精度。第二步在选择调节器参数，满足动态性能指标。这样的设计方法规范化、简单化。这种设计方法对以后工作中又很大的作用和帮助。本文优点：1.内容新颖，观点独特。2.内容系统，张弛有度。3.内容所涉范围广。缺点：1.论文设计过程中，由于本人学识有限，观点和想法有一定的局限性，所借鉴的内容大部分是前人的经验。2. 本文深度有限，完成本设计用到了很多电力拖动以外的知识，单用电力拖动书本上的知识是设计不出来的，现在的系统设计都会涉及到多方面的知识
36、。 3.因此学好书本上的基本知识点以后还要做相应的拓展学习，将其他的与之相关的内容联系起来，对开阔我们的知识面有很大的帮助。致 谢本次毕业设计中，得到许多老师和同学的帮助，让我更好更快地了解、熟悉和掌握本课题的内容和主要任务，从而让我有了直接的工作方向和较充分的思想准备。在这里，我郑重地对所有帮助过我的同学和指导过我的老师表示感谢。 参考文献1 陈伯时.电力拖动及自动控制系统M.机械工业出版社.2001:215220.2 杨仲平.自动控制系统M.煤炭工业出版社.1996:234240.3 徐银泉.交流调速系统及其应用M.纺织工业出版社.1990:125130.4 孟祥霓.直流电动机机械特性测定
37、方法的研究J.济南大学学报(社会 科学版).1997.第03期 1页5页5 甄光裕.直流电动机机械特性的估算分析J.电机技术.2002 第04期 1页2页.6 刘荣林.航空直流电动机机械特性的无载测试J.中国民航飞行学院学 报.2004.第5期 1页4页7 董成明.电驱动钻机的直流电动机选型J.电气传动自动化.2000.第01期1页2页8 李颖.赵振玉.直流电动机倒拉反接制动机械特性测定J.青岛大学学报1994年 第02期 1页2页9 刘建华.确保复励直流电动机稳定运行的有效方法J.电机技术.1994.第04期 1页2页10 罗毅.李莺.浅析电力拖动系统稳定运行的充要条件J.太原师范学院 学报(自然科学版).2006.第02期 1页3页11 Texas Instruments Second Generation TMS320 Users Guide.1987.12 Leonhard,W.Control of Electrical Drives.3rd ed.Springer- Verlag.2001.附 录双闭环不可逆直流调速系统电气原理图