。

其结构图如下图转速调节器校核转速超调量由，查得，不满足设计要求，应使退饱和重计算。

设理想空载，时，查得，所以，满足设计要求第章触发电路选择与校验触发电路的选择与校验选用集成六脉冲触发器电路模块，其电路如电气原理总图所示。

从产品目录中查得晶闸管的触发电流为，触发电压。

由已知条件可以计算出，，。

因为，，所以触发变压器的匝数比为，取。

设触发电路的触发电流为，则脉冲变压器的次侧电流只需大于即可。

这里选用作为脉冲功率放大管，其极限参数，触发电路需要三个互差，且与主电路三个电压同相的同步电压，故要设计个三相同步变压器。

这里用三个单相变压器接成三相变压器组来代替，并联成型。

同步电压二次侧取，次侧直接与电网连接，电压为，变压比为。

触发器的电路图如下图所示第章系统仿真本次系统仿真采用目前比较流行的控制系统仿真软件，使用对控制系统进行计算机仿真的主要方法有两种，是以控制系统的传递函数为基础，使用的工具箱对其进行计算机仿真研究。

另外种是面向控制系统电气原理结构图，使用工具箱进行调附录直流调速系统电气原理总图系统仿真的新方法。

本次系统仿真采用后种方法。

系统的建模与参数设置转速电流双闭环直流调速系统的主电路模型主要由交流电源同步脉冲触发器晶闸管直流桥平波电抗器直流电动机等部分组成。

采用面向电气原理结构图方法构成的双闭环系统仿真模型如图所示。

图转速电流双闭环直流调速系统的仿真模型转速电流双闭环系统的控制电路包括给定环节限幅器偏置电路反相器电流反馈环速度反馈环等，因为在本次设计中单片机代替了控制电路绝大多数的器件，所以在此直接给出各部分的参数，各部分参数设置参考前几章各部分的参数。

本系统选择的仿真算法为，仿真设为，设为。

系统仿真结果的输出及结果分析当建模和参数设置完成后，即可开始进行仿真。

图是双闭环直流调速系统的电流和转速曲线。

从仿真结果可以看出，它非常接近于理论分析的波形。

下面分析下仿真的结果。

图双闭环直流调速系统的电流和转速曲线启动过程的第阶段是电流上升阶段，突加给定电压，的输入很大，其输出很快达到限幅值，电流也很快上升，接近其最大值。

第二阶段，饱和，转速环相当于开环状态，系统表现为恒值电流给定作用下的电流调节系统，电流基本上保持不变，拖动系统恒加速，转速线形增长。

第三阶段，当转速达到给定值后。

转速调节器的给定与反馈电压平衡，输入偏差为零，但是由于积分作用，其输出还很大，所以出现超调。

转速超调后，输入端出现负偏差电压，使它退出饱和状态，进入线性调节阶段，使转速保持恒定，实际仿真结果基本上反映了这点。

由于在本系统中，单片机系统代替了控制电路的绝大多数控制器件，所以各项数据处理和调整都是在单片机内完成的，控制效果要好于本次的仿真结果。

参考文献赵可斌电力电子变流技术上海交通大学出版社，丁元杰中小型直流电机可控硅调速上海科学技术出版社，坪岛茂彦通用电机和控制电机实用手册机械工业出版社，黄俊主编半导体变流技术北京机械工业出版社，邵群涛主编电机及拖动基础北京机械工业出版社，郑忠杰，吴作海编电力电子变流技术北京机械工业出版社，龙志文主编电力电子技术机械工业出版社，曲永印主编电力电子变流技术北京冶金工业出版社，王兆安，黄俊主编电力电子技术北京机械工业出版社，，选为的型金属化纸介质电容器，电容量，耐压为。

，，选为普通金属膜电阻器，。

过电流保护快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。

快速熔断器可以安装在直流侧交流侧和直接与晶闸管串联。

晶闸管串连的快速熔断器的选择接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管的有效值选取快速熔断器，熔体额定电流。

过电流继电器的选择因为负载电流为，所以可选用吸引线圈电流为的型手动复位直流过电流继电器，整定电流取平波电抗器的计算为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器，称平波电抗器。

其主要参数有流过电抗器的电流般是已知的，因此电抗器参数计算主要是电感量的计算。

算出电流连续的临界电感量可用下式计算，单位。

式中与整流电路形式有关的系数，可由表查得最小负载电流，常取电动机额定电流的计算。

根据本电路形式查得所以限制输出电流脉动的临界电感量由于晶闸管整流装置的输出电压是脉动的，因此输出电流波形也是脉动的。

该脉动电流可以看成个恒定直流分量和个交流分量组成。

通常负载需要的只是直流分量，对电动机负载来说，过大的交流分量会使电动机换向恶化和铁耗增加，引起过热。

因此，应在直流侧串入平波电抗器，用来限制输出电流的脉动量。

平波电抗器的临界电感量单位为可用下式计算式中系数，与整流电路形式有关，电流最大允许脉动系数，通常三相电路。

根据本电路形式查得，所以电动机电感量和变压器漏电感量电动机电感量单位为可按下式计算式中直流电动机电压电流和转速，常用额定值代入差，可按典型系统设计电流调节器电流环控制对象是双惯性型的，故可用型电流调节器。

电流调节器参数计算电流调节器超前时间常数，又因为设计要求电流超调量，查得有，所以，所以的比例系数。

校验近似条件电流环截止频率。

晶闸管整流装置传递函数的近似条件，满足条件。

忽略反电动势变化对电流环动态影响条件，满足条件。

电流环小时间常数近似处理条件，满足条件。

计算调节器的电阻和电容取运算放大器的，有，取，，取，，取。

故，其结构图如下所示图电流调节器转速调节器的设计和校验确定时间常数有，则，已知转速环滤波时间常数，故转速环小时间常数。

选择转速调节器结构按设计要求，选用调节器计算转速调节器参数按跟随和抗干扰性能较好原则，取，则的超前时间常数为，转速环开环增益。

的比例系数为。

检验近似条件转速环截止频率为。

电流环传递函数简化条件为电动机的磁极对数计算系数。

般无补偿电动机取，快速无补偿电动机取，有补偿电动机取。

本设计中取变压器漏电感量单位为可按下式计算式中计算系数，查表可得变压器的短路比，般取。

本设计中取所以，实际串入平波电抗器的电感量考虑输出电流连续时的实际电感量，电枢回路总电感励磁电路元件的选择整流二极管耐压与主电路晶闸管相同，故取。

额定电流可查得，可选用型的二极管。

为与电动机配套的磁场变阻器，用来调节励磁电流。

为实现弱磁保护，在磁场回路中串入了欠电流继电器，动作电流通过调整。

根据额定励磁电流，可选用吸引线圈电流为的直流欠电流继电器。

继电器接触器控制电路设计为使电路工作更可靠，总电路由自动开关引入，由于变压器次侧，故选型三极自动断路器，脱扣器的额定电流为的三极自动断路器即可满足要求。

用交流接触器来控制主电路通断，由于，故可选故选线电压为的交流接触器。

在励磁回路中，串联吸引线圈电流为的直流欠电流继器，吸引电流可在范围内调节，释放电流在范围内调节。

选用型按扭，启动按扭用绿色，并带有工作指示灯，停止按扭色。

选用型红色指示灯。

图主电路图电路第章双闭环的动态设计和校验电流调节器的设计和校验确定时间常数已知，，所以电流环小时间常数。

选择电流调节器的结构因为电流超调量，并保证稳态电流无与二次电压之比，即延迟角为时输出电压与之比，即ε电网波动系数考虑各种因数的安全系数根据设计要求，采用公式由表查得取ε角考虑裕量，则，取。

电压比。

次二次相电流的计算由表查得，考虑变压器励磁电流得，取变压器容量的计算，式中次侧与二次侧绕组的相数由表查得，考虑励磁功率，取晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压晶闸管实际承受的最大峰值电压，乘以倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压，即整流电路形式为三相全控桥，查表得，则取晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值，即或考虑倍的裕量式中电流计算系数。

此外，还需注意以下几点当周围环境温度超过时，应降低元件的额定电流值。

当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低元件的额定电流值。

关键重大设备，电流裕量可适当选大些。

由表查得，考虑倍的裕量取。

故选晶闸管的型号为晶闸管元件。

可用替换。

直流调速系统的保护晶闸管有换相方便，无噪音的优点。

设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压过电流保护措施。

正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。

过电压保护以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。

交流侧过电压保护阻容保护，耐压，由公式计算出电容量般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来确定保护电压的容量，这里选型金属化纸介电容器，电容量，耐压。

取，，，取