畢業(yè)設(shè)計(jì)電流與轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1

1、 目錄目錄摘要摘要.2第一章第一章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì).3（一）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)組成.3（二）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖：.3（三）器件的選擇及參數(shù)的計(jì)算.41.3.1 可控整流變壓器的選擇及計(jì)算.41.3.2 晶閘管選擇及計(jì)算.41.3.3 晶閘管的保護(hù)：.51.3.4 平波電抗器的選擇及計(jì)算.51.3.5 快速熔斷器選擇及計(jì)算.61.3.6 自鎖電路.61.3.7 調(diào)節(jié)器的選擇及計(jì)算.7（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇：.7第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

2、.7（一）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì).7（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì).8（三）反號器.9第三章第三章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理簡述原理簡述.9（一）觸發(fā)電路原理.9第四章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)第四章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)反饋、保護(hù)及其他電路反饋、保護(hù)及其他電路.10（一） 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) fbs.10（二）電流反饋環(huán)節(jié)及過流保護(hù)環(huán)節(jié).11（三）零速封鎖器 dzs.11（四） 過電壓保護(hù)和 ta 互感器 .11（五） 給定器.12（六）穩(wěn)壓電源.12第五章第五章 調(diào)試并驗(yàn)證雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能調(diào)試并驗(yàn)證雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能.12（一）調(diào)試雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能

3、.12總結(jié)：總結(jié)：.15參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：.16摘要摘要本文所論述的是“轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)述單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)與研究” 。主電路設(shè)計(jì)是依據(jù)晶閘管-電動機(jī)（vm）系統(tǒng)組成，其系統(tǒng)由整流變壓器 tr、晶閘管整流調(diào)速裝置、平波電抗器 l 和電動機(jī)-發(fā)電機(jī)組等組成。整流變壓器 tr 和晶閘管整流調(diào)速裝置的功能是將輸入的交流電整流后變成直流電；平波電抗器 l 的功能是使輸出的直流電流更平滑；電動機(jī)-發(fā)電機(jī)組提供三相交流電源。關(guān)鍵詞：主電路 整流變壓器 晶閘管整流調(diào)速裝置 平波電抗器 第一章第一章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì)（一）

4、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)組成（一）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)組成圖 1-1 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)asr-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 acr-電流調(diào)節(jié)器 tg-測速發(fā)電機(jī)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-電流反饋電壓為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別作用，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，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)行嵌套連接，如圖所示。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)

5、。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。（二）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖：（二）轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理圖：圖 1-2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖為了獲得良好的靜、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，這樣構(gòu)成的雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的電路原理圖如上圖所示。圖中標(biāo)出了兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓 uc 為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。圖中還表示了兩個調(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*決定后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 限制電

6、壓ucm 限制了電力電子變換器的最大輸出電壓 udm。（三）器件的選擇及參數(shù)的計(jì)算（三）器件的選擇及參數(shù)的計(jì)算1.3.1 可控整流變壓器的選擇及計(jì)算可控整流變壓器的選擇及計(jì)算作為整流裝置電源用的變壓器稱為整流變壓器。一般的變壓器有整流跟變壓兩項(xiàng)功能,其中整流是把交流變直流。整流的過程中,采用三相橋式全控整流電路。三相橋式全控整流電路原理圖如下：圖 1-3 三相橋式全控整流電路原理圖可控整流的原理：當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間承正向電壓并且門極加觸發(fā)信號晶閘管導(dǎo)通，并且去掉門極的觸發(fā)信號晶閘管依然維持導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間承受反向電壓并且門極不管加不加觸發(fā)信號晶閘管關(guān)斷?？煽卣髯儔浩鞯膮?shù)

7、計(jì)算：（參考課程設(shè)計(jì)一數(shù)據(jù)）選擇一臺主變壓器計(jì)算如下：一次繞組為 0.22kv 二次繞組為 0.232kv由直流發(fā)電機(jī)額定數(shù)據(jù)得：pn=0.185kwp30=pn=0.185kw查附錄表 1 得實(shí)驗(yàn)室小型電熱設(shè)備的 cos=1.0 tan=0q30= p30tan=0.1850=0kv*as30= p30cos=0.1851.0=0.185 kv*a只裝一臺主變壓器應(yīng)全部滿足用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 s30的需要：即 stsnts30選擇 snt=0.2 kv*a所以所選變壓器的型號為：s9-0.2/0.38 型。1.3.2 晶閘管選擇及計(jì)算晶閘管選擇及計(jì)算晶閘管導(dǎo)通的條件：受正向陽極電壓，同時受正

8、向門極電壓，一旦導(dǎo)通后，門極信號去掉后晶閘管仍導(dǎo)通。晶閘管維持導(dǎo)通的條件：繼續(xù)受正向陽極電壓，同時流過晶閘管的電流大于它的維持電流。晶閘管關(guān)斷條件：必須去掉陽極所加的正向電壓，或者給陽極施加一反電壓，或者設(shè)法使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。晶閘管參數(shù)計(jì)算如下：（參考課程設(shè)計(jì)一數(shù)據(jù)）ud=cen+idr=0.1551600+1.152.3=305.53vu2=ud/2.34=305.53/2.34=130.57vid0=udo/r=305.53/52.3=5.84aivt=id0/3-1/2=3.37aivt(av)=ivt/1.57=2.15aurm=61/2u2=319.83v

9、可選用的晶閘管為：kp 5-8 型表 1.1型號type通態(tài)平均電流it（av） a正向電流有效值if(av) a通態(tài)峰值電壓vtm正反向重復(fù)峰值電壓vrrm v正反向重復(fù)峰值電流irrm ma觸發(fā)電流igt ma觸發(fā)電壓vgtv維持電流ih ma斷態(tài)電壓臨界上升率dv/dt v/s通態(tài)電流臨界上升率di/dt a/s工作結(jié)溫tj 結(jié)殼熱阻pjc /w外型outline推薦散熱器kp5a582.220020008.05452.5545500/-40+2503.0b1sz131.3.3 晶閘管的保護(hù)：晶閘管的保護(hù)：晶閘管的保護(hù)電路，大致可以分為兩種情況：一種是在適當(dāng)?shù)牡胤桨惭b保護(hù)器件，例如，r-

10、c 阻容吸收回路、限流電感、快速熔斷器、壓敏電阻或硒堆等。再一種則是采用電子保護(hù)電路，檢測設(shè)備的輸出電壓或輸入電流，當(dāng)輸出電壓或輸入電流超過允許值時，借助整流觸發(fā)控制系統(tǒng)使整流橋短時內(nèi)工作于有源逆變工作狀態(tài)，從而抑制過電壓或過電流的數(shù)值。 （1）晶閘管的過流保護(hù)）晶閘管的過流保護(hù) 晶閘管設(shè)備產(chǎn)生過電流的原因可以分為兩類:一類是由于整流電路內(nèi)部原因；另一類則是整流橋負(fù)載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，另外，如整流變壓器中心點(diǎn)接地，當(dāng)逆變負(fù)載回路接觸大地時，也會發(fā)生整流橋相對地短路。 1.對于第一類過流，即整流橋內(nèi)部原因引起的過流，以及逆變器負(fù)載回路接地時，可以采用第一種保護(hù)措施，最常見的就是接入快

11、速熔短器的方式。2、對于第二類過流，即整流橋負(fù)載外電路發(fā)生短路而引起的過電流，則應(yīng)當(dāng)采用電子電路進(jìn)行保護(hù)。 （2）晶閘管的過壓保護(hù)）晶閘管的過壓保護(hù) 晶閘管設(shè)備在運(yùn)行過程中，會受到由交流供電電網(wǎng)進(jìn)入的操作過電壓和雷擊過電壓的侵襲。同時，設(shè)備自身運(yùn)行中以及非正常運(yùn)行中也有過電壓出現(xiàn)。 1.過電壓保護(hù)的第一種方法是并接 r-c 阻容吸收回路，以及用壓敏電阻或硒堆等非線性元件加以抑制。2.過電壓保護(hù)的第二種方法是采用電子電路進(jìn)行保護(hù)。1.3.4 平波電抗器的選擇及計(jì)算平波電抗器的選擇及計(jì)算平波電抗器：平波電抗器用于整流以后的直流回路中。整流電路的脈波數(shù)總是有限的，在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種

12、紋波往往是有害的，需要由平波電抗器加以抑制。平波電抗器的電感量一般按低速輕載時保證電流連續(xù)的條件來選擇。對于三相橋式整流電路：（參考課程設(shè)計(jì)一數(shù)據(jù)）l=0.693u2/idmin又因?yàn)橐话?idmin 為電動機(jī)額定電流的 5%10%，這里去 10%。in=1.1a因此：l=0.693u2/0.11ud=cen+idr=0.1551600+1.152.5=305.75vu2=ud/2.34=305.75/2.34=123.93v所以：l=0.693*123.93/0.11=780.76mh1.3.5 快速熔斷器選擇及計(jì)算快速熔斷器選擇及計(jì)算熔斷器作用： 當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高

13、，可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用?？焖偃蹟嗥鞯念~定電流的計(jì)算如下：itn=it/2 (a) 其中 it 為晶閘管的額定通態(tài)平均電流，即為 5a。因此：itn=7.854a?？焖偃蹟嗥鞯念~定電壓 utn 可用下列公式計(jì)算：utnkutuv/21/2uv=u2=130.662v；kut 為元件電壓計(jì)算系數(shù),查表得 2.45。 因此：utn226.36v所以應(yīng)選用的熔斷器為：rt0100 型。1.3.6 自鎖電路自鎖電路在接觸器的“自鎖”電路

14、，簡單的兩位按鈕“開”和“斷”，接觸器的線圈一個接頭，根據(jù)線圈的電壓要求，接上一條火線或零線。在按電鈕“開”的時候，由按鈕接通線圈的另一個接頭，提供了線圈電壓，接觸器吸和。當(dāng)按鈕斷開時，按鈕的這一條火線，通過接觸器的輔助接點(diǎn)，繼續(xù)為線圈提供電壓，接觸器還可以保持接通狀態(tài)，這就是接觸器的“自鎖”。如果要斷開接觸器，就按動按鈕開關(guān)的“?！?，接觸器失電，斷開了電路。如圖所示：圖 1-4 自鎖電路原理圖1.3.7 調(diào)節(jié)器的選擇及計(jì)算調(diào)節(jié)器的選擇及計(jì)算系統(tǒng)給定: u*nm=u*im=10v =1.5 idm=id轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)： = u*nm/nmax=10/1600=0.006v.min/r電流反饋系數(shù)

15、： = u*im/idm=10/1.11.5=6.06v/a（一）電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇：（一）電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇：電流環(huán)的傳遞函數(shù)可以寫成：電流環(huán)以跟隨性能為主，即選用典型 i 系統(tǒng)。 圖 1.5 電流環(huán)等效近似處理后校正成為典型 i 系統(tǒng)框圖acr 選用 pi 型電流調(diào)節(jié)器，傳函如下：wacr（s）=ki（is +1）/iski-電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；i-電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇：（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇：轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型 ii 系統(tǒng)，系統(tǒng)同時也能滿足動態(tài)抗擾性能好的要求。圖 1-6 轉(zhuǎn)速環(huán)等效近似處理后校正成為典型 i

16、i 系統(tǒng)框圖asr 也應(yīng)該采用 pi 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：wasr（s）= kn（ns +1）/nskn-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；n-轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)第二章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)（一）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)（一）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)2.1.1 確定時間常數(shù)確定時間常數(shù) 1）整流裝置滯后時間常數(shù) ts。 按表 1-2，三相橋式電路的平均失控時間 ts=0.0017s。2）電流濾波時間常數(shù) toi。三相橋式電路每個波頭的時間是 3.3ms,為了基本濾平波頭，應(yīng)有（12）toi=3.33ms,因此取 toi=2ms=0.002s。3）電流環(huán)小時

17、間常數(shù)之 ti近似處理，取 ti =ts+toi=0.0037s。4）電樞回路電磁時間常數(shù) tl tll/r0.781/52.30.015s5）電力拖動系統(tǒng)時間常數(shù) tm由實(shí)驗(yàn)測得 tm=40ms0.04s2.1.2 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 5，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型 i 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控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 w(s)=ki(is+1)/is。檢查對電源電壓的抗干擾性能： tl /ti =0.015s/0.0037s=4.05,參照書中表 2-3 的典型型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。2.1.

18、3 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時間常數(shù)：i=tl=0.015s。電流環(huán)開環(huán)增益：要求 i5時,查表得 kiti=0.5,因此 ki=0.5/0.0037s=135.1s-1于是，acr 的比例系數(shù)為 ki=kiir/ks=135.10.01552.3/122.56.060.1432.1.4 校驗(yàn)近似條件校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：wci=ki=135.1s-1晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)近似條件1/3ts=1/30.0017s=191.6s-1wci滿足近似條件。2）忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件31/tmtl=31/0.04s0.015s122.47s-1wci滿足

19、近似條件。電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件1/31/tstoi=1/31/0.00170.002=180.8s-1wci滿足近似條件。2.1.5 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容所用運(yùn)算放大器取 r0=40k，各電阻和電容值為ri=kir0=0.143405.72kci=i/ri=0.015/5.72=2.62fcoi=4toi/r0=40.002/40=0.2f（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)2.2.1 確定時間常數(shù)確定時間常數(shù)1）電流環(huán)等效時間常數(shù) 1/ki 已知 kiti=0.5，則 1/ki2ti20.0037s0.0074s2）轉(zhuǎn)速時間常數(shù) ton。根據(jù)所用測速發(fā)電機(jī)紋波

20、情況，取 ton=0.01s3）轉(zhuǎn)速小時間常數(shù) tn。按小時間常數(shù)近似處理，取 tn1/kiton0.0174s2.2.2 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 由于設(shè)計(jì)要求無靜差,故選用 pi 型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為w(s)=ki(is+1)/is。2.2.3 計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) 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=50.0174s=0.087s轉(zhuǎn)速開環(huán)增益 kn=(h+1)/2h2tn2=6/2520.0174=396.4s-2asr 的比例系數(shù)為 kn=(h+1)cetm/2hrtn=66.060.1550.04 /

21、250.00625 52.3 0.0174=3.962.2.4 檢驗(yàn)近似條件檢驗(yàn)近似條件 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 wcn=kn/w1=knn=396.40.087=34.5s-1 1)電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 （ki /ti）/3（135.1 /0.0037）/3=63.7s-1wcn 2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 （ki /ton）/3=（135.1 /0.01）/3=38.7s-1wcn2.2.5 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容 取 r0=40k，各電阻和電容值為rn=knr0=3.9640=158.4kcn=n/rn=0.087 / 158.4103=5.4910-3fcon=

22、4ton/r0=40.01/40103=1f2.2.6 校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量 n=2(cmax / cb)(-z)(nn/n*)(tn / tm)=281.2%(1.5-0.5) (0.852.3/0.155/1600)0.0174/0.04=11.92%15% 能滿足設(shè)計(jì)要求。 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器具有將輸入的給定信號與反饋信號進(jìn)行加,減,比例,積分,違反等一些運(yùn)算的功能,使其輸出量能根據(jù)輸入的信號按照某種預(yù)定的規(guī)律變化。上圖為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器電路圖。（三）反號器（三）反號器圖 2-1 反號器電路圖 反號器 ar 由運(yùn)算放大器及有關(guān)電阻組成，如圖 2-3 所示。用于調(diào)速系統(tǒng)中信號需要倒相的場合。反號

23、器的輸入信號由信號放大器的反相輸入，故輸出電壓為： uout =(rp+r3) / r1 調(diào)解 rp 的可動觸點(diǎn)，可改變 rp 的數(shù)值，使 rp+r3=r1,則 uout=uin，輸入與輸出成倒相關(guān)系。第三章第三章 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理簡述原理簡述（一）觸發(fā)電路原理（一）觸發(fā)電路原理三相橋式全控整流電路相當(dāng)于一組共陰極的三相半波和一組共陽極的三相半波可控整流電路串聯(lián)起來構(gòu)成的。習(xí)慣上將晶閘管按照其導(dǎo)通順序編號，共陰極的一組為 vt1、vt3 和 vt5，共陽極的一組為 vt2、vt4 和 vt6。圖 4-1三相橋式電阻性負(fù)載全控整流電路圖 4-2三相橋式

24、電阻性負(fù)載 a=0時波形圖 4-3三相橋式全控整流電路觸發(fā)脈沖第四章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)第四章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)反饋、保護(hù)及其他電路反饋、保護(hù)及其他電路（一）（一） 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) fbs(1) 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)主要作用是將測速發(fā)電機(jī)輸出的電壓進(jìn)行濾波，濾除交流分量并變換為能滿足系統(tǒng)需要的與電動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比的電壓作為系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速反饋信號，另外還備有轉(zhuǎn)速的檢測信號。 圖 4-1 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié) fbs 電路圖（二）電流反饋環(huán)節(jié)及過流保護(hù)環(huán)節(jié)（二）電流反饋環(huán)節(jié)及過流保護(hù)環(huán)節(jié) (1) 交流互感器測得晶閘管交流進(jìn)線的電流，以獲得過電流信號。圖54 是過流保護(hù)電路的電路圖。圖 4-2

25、 過流保護(hù)電路的電路圖（三）零速封鎖器（三）零速封鎖器 dzs零速封鎖器的作用是當(dāng)系統(tǒng)處于停車狀態(tài)時，即給定電壓為零，同時電動機(jī)轉(zhuǎn)速也為零時，將系統(tǒng)中所有調(diào)節(jié)器鎖零，以避免停車時，由于各調(diào)節(jié)器的零點(diǎn)漂移，致使晶閘管整流電路有微量的輸出，從而使電動機(jī)出現(xiàn)竄動現(xiàn)象。 （四）（四） 過電壓保護(hù)和過電壓保護(hù)和 ta 互感器互感器壓敏電阻 rv 三角形聯(lián)結(jié)進(jìn)行交流側(cè)的過電壓保護(hù)，電流互感器 ta 可取得與主電路電流成正比的電流信號用于控制系統(tǒng)中。圖 4-3 過電壓保護(hù)和 ta 互感器（五）（五） 給定器給定器給定器可以產(chǎn)生幅值可調(diào)和極性可變的階躍給定電壓或可平滑調(diào)節(jié)的給定電壓。圖 4-4 給定器的電路圖

26、（六）穩(wěn)壓電源（六）穩(wěn)壓電源(1) 穩(wěn)壓電源輸出穩(wěn)定的15v 直流電源向所有需要直流電源的各控制單元供電，它由整流、濾波、穩(wěn)壓三個部分組成。第五章第五章 調(diào)試并驗(yàn)證雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能調(diào)試并驗(yàn)證雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能（一）調(diào)試雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能（一）調(diào)試雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動性能5.1.1 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試選擇雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試選擇(1)先部件，后系統(tǒng)。即先將各單元的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。(2)先開環(huán)，后閉環(huán)。即使系統(tǒng)能正常開環(huán)運(yùn)行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時組成閉環(huán)系統(tǒng)。(3)先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即先調(diào)試電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。5.1.2 開環(huán)外特性的測定開環(huán)外特性的測

27、定(1)控制電壓 uct 由給定器 ug 直接接入，直流發(fā)電機(jī)所接負(fù)載電阻 rd 斷開。(2)使 ug=0，調(diào)節(jié)偏移電壓電位器，使 稍大于 90，合上主電路電源。逐漸增加給定電壓 ug，使電機(jī)起動，升速，調(diào)節(jié) ug 使電機(jī)空載轉(zhuǎn)速n0=1500r/min，再調(diào)節(jié)負(fù)載電阻 rd,改變負(fù)載,在直流電機(jī)空載至額定負(fù)載范圍,測取 78 點(diǎn),讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速 n,電機(jī)電樞電流 id,即可測出系統(tǒng)的開環(huán)外特性 n=f(id) 。表 51 開環(huán)特性 n=f(id)的測定n(r/min)120011901180117011601140id(a)0.580.680.710.750.80.9注意：，若給定電壓 ug

28、為 0 時，電機(jī)緩慢啟動，則表明 太小，需后移。5.1.3 單元部件調(diào)試單元部件調(diào)試asr 調(diào)試：使調(diào)節(jié)器為 pi 調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正、負(fù)限幅電位器 rp1，rp2，是輸出正負(fù)值等于5v。acr 調(diào)試：使調(diào)節(jié)器為 pi 調(diào)節(jié)器，加入一定的輸入電壓，調(diào)整正、負(fù)限幅電位器，使脈沖前移 30，使脈沖后移 30，反饋電位器 rp3 逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小。5.1.4 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試將 ublf 接地，ublr 懸空，即使用一組橋六個晶閘管。(1)電流環(huán)調(diào)試電流環(huán)調(diào)試電動機(jī)不加勵磁(a)系統(tǒng)開環(huán)，即控制電壓 uct 由給定器 ug 直接接入，開關(guān) s 撥向左邊，主回路接入電阻 r

29、d 并調(diào)至最大（rd 由 mel03 的兩只 900 電阻并聯(lián)） 。逐漸增加給定電壓，用示波器觀察晶閘管整流橋兩端電壓波形。在一個周期內(nèi)，電壓波形應(yīng)有 6 個對稱波頭平滑變化。(b)增加給定電壓，減小主回路串接電阻 rd，直至 id=1.1inom，再調(diào)節(jié) mcl31 掛箱上的電流反饋電位器 rp，使電流反饋電壓 ui 近似等于速度 asr 的輸出限幅值（asr 的輸出限幅值為5v） 。(c)mcl31 的 g（給定）輸出電壓 ug 接至 acr 的“3”端，acr 的輸出“7”端接至 uct，即系統(tǒng)接入已接成 pi 調(diào)節(jié)的 acr 組成電流單閉環(huán)系統(tǒng)。acr 的“9” 。 “10”端接 mc

30、l11 電容器，可預(yù)置 7.5 f，同時，反饋電位器 rp3 逆時針旋到底，使放大倍數(shù)最小。逐漸增加給定電壓 ug，使之等于asr 輸出限幅值（5v） ，觀察主電路是否小于或等于 1.1inom，如 id 過大，則應(yīng)調(diào)整電流反饋電位器，使 ui 增加，直至 id 1.1inom；如 id inom，則可將 rd 減小直至切除，此時應(yīng)增加有限，小于過電流保護(hù)整定值，這說明系統(tǒng)已具有限流保護(hù)功能。測定并計(jì)算電流反饋系數(shù)。(2)速度變換器的調(diào)試速度變換器的調(diào)試電動機(jī)加額定勵磁。(a)系統(tǒng)開環(huán)，即給定電壓 ug 直接接至 uct，ug 作為輸入給定，逐漸加正給定，當(dāng)轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 時，調(diào)節(jié) fbs（調(diào)速變換器）中速度反饋電位器 rp，使速度反饋電壓為=5v 左右，計(jì)算速度反饋系數(shù)。(b)速度反饋極性判斷：系統(tǒng)中接入 asr 構(gòu)成轉(zhuǎn)素單閉環(huán)系統(tǒng)，即給定電壓 ug接至 asr 的第 2 端，asr 的第 3 端接至 uct。調(diào)節(jié) ug（ug 為負(fù)電壓） ，若稍加給定，電機(jī)轉(zhuǎn)速即達(dá)最高速且調(diào)節(jié) ug 不可控，則表明單閉環(huán)系統(tǒng)速度反饋極性有誤。但若接成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)，由于給定極性改變，故速度反饋極性可不變。5.1.