起减小纹波作用，包括抑制输出电流纹波的 平波电抗器，以及抑制输出电压纹波的滤波电容器。正确计算其参数，适当选择 其型号，将有助于使主电路以低成本在高可靠下运行。 整流元器件参数计算与选型 整流元器件参数计算与选型包括整流变压器参数计算与选型及整流晶闸管 参数计算与选型。 整流变压器参数计算与选型 在般情况下，晶闸管装置所要求的交流供电电压与电网电压往往不致。 此外，为了尽量减小电网与晶闸管装置的相互干扰，要求它们相互隔离，故通常 要配用整流变压器。本设计采用变压器的接线型式为次侧绕组采用联接，二 次侧绕组采用联接。 为了保证负载能正常工作，当主电路的接线形式和负载要求的额定 电压确定之后，晶闸管交流侧的电压只能在个较小的范围内 变化，为此必须精确计算整流变压器次级电压。 影响值的因素有 首先要保证满足负载所需求的最大电流值的。 晶闸管并非是理想的可控开关元件，故导通时有定的管压降。 变压器漏抗的存在会产生换相压降。 平波电抗器有定的直流电阻，当电流流经该电阻时就要产生定的 电压降。 电枢电阻的压降。 综合以上因素得到的精确表达式为     式中，表示当控制角时，整流电压平均值与变压器次级相 电压有效值之比表示当控制角为与时，整流电压平均值之比 是与整流电路形式有关的系数是变压器的短路电压百分比，以 下的变压器取，的变压器取ε为电网电压 波动系数，通常取，供电质量较差，电压波动较大的情况应取较小值 表示电动机电枢电路总电阻的标幺值，对于容量为 的电动机，通常取表示主电路中电流经过几个串联晶闸管的 管压降表示电动机允许过载倍数，即。 考虑到本设计为了保证电动机负载能在额定转速下运转，并且所取留有 定裕量，根据经验，公式中的控制角应取为宜。 电动机电枢电路总电阻标幺值。 其它部分参数可查附表取值如下ε 。 则可取。 根据主电路接线方式，查附表得，考虑到电动机的允许 过载倍数，忽略变压器初次侧间的能量损耗，则次级电流有效值应为 根据变压器特性，即。取，则，故整流变 压器容量为 。 综上，整流变压器容量可取为，型号可选为。 整流晶闸管参数计算与选型 已知本设计采用的是三相桥式整流电路，则在阻感负载中晶闸管承受的最大 电压考虑到倍裕量 取为。 又已知直流电动机过载倍数为，则电路中允许流过的最大电流为 故晶闸管应能承受的电流有效值 故晶闸管额定电流考虑到倍裕量 可取为。 综上，晶闸管型号可选为。 查附表可得型晶闸管主要参数 额定电压额定电流门极触发电压门极触发电流 。 则晶闸管整流装置放大系数为。 其它元电感值均是电路总电感，其中包括负载电动机的电感与变压器漏感, 因此外接平波器电抗器应减去和。 电动机电感值按下式计算 式中，为直流电机的额定电压额定电流与额定转速为电 机极对数为计算系数，般无补偿电机。 则电动机电感 可取。 考虑到变压器漏感般很小，故忽略变压器漏感。则三相全控桥整流器输出 串接平波电抗器的电感量为−。 滤波电容器参数计算与选型 桥式整流电路的滤波电容取值在工程设计中，般由两个切入点来计算。 是根据电容由整流电源充电与对负载电阻放电的周期，再乘上个系数来 确定的，另个切入点是根据电源滤波输出的波纹系数来计算的，无论是采用那 个切入点来计算滤波电容都需要依据桥式整流的最大输出电压和电流这两个数 值。 通常比较多的是根据电源滤波输出波纹系数这个公式来计算滤波电容。 式中，是由半波阻性负载整流电路的波纹系数推演来的常数是整 流电路的脉冲频率是整流电路最大输出电压是整流电路最大输出 电流是电压纹波系数。 对于本设计采用的三相全控桥整流电路，输出电压，输出电流， 波纹系数取，滤波电容为 即可。取。 第二章调节器设计 本设计采用工程设计方法来设计转速电流反馈控制直流调速系统的调节 器。原则是先内环后外环。即先进行电流环的设计，再进行转速环的设计。 电流调节器设计 确定时间常数。 整流装置滞后时间常数由附表可知三相桥式电路平均失控时 间。 电流滤波时间常数三相桥式电路每个波头的时间是，为了 基本滤平波头，应有，故取。 电流环小时间常数之和按小时间常数近似处理，取 。 电磁时间常数已知直流电动机电感为，则电磁时间常数 。 选择电流调节器结构。 确定系统型式及其传递函数根据设计要求，并保证稳态电流 无静差，可按典型型系统设计电流调节器。又电流环控制对象是双惯性的电 磁惯性和机械惯性，故可用型电流调节器，其传递函数为  检查对电源电压的抗扰性能。参照附表 的典型型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。故基本确定电流 调节器按典型型系统设计。 计算电流调节器参数。 电流调节器超前时间常数。 电流环开环增益要求时，应取，故 。又电流反馈系数，则 的比例系数 校验近似条件。 电流环截止频率。故 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件 。满足近似条件。 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 满足近似条件。 校验电流环小时间常数近似处理条件 满足近似条件。 计算调节器电阻和电容。 电流调节器原理图如图所示。按所用运算放大器取，各电阻和 电容值计算如下 。取 。取 。取 按照上述参数，电流环可达到的动态跟随性能指标为见附 表。满足设计要求。 图电流调节器原理图 二转速调节器设计 确定时间常数。 电流环等效时间常数已取，故。 转速滤波时间常数根据所用测速发电机纹波情况，取。 转速小时间常数按小时间常数近似处理，取 。 选择转速调节器结构。 确定系统型式及其传递函数按照设计要求，选用调节器，其传递 函数为  计算转速调节器参数。 按跟随和抗扰性能都较好的原则，取，则 的超前时间常数为。 转速环开环增益为 又转速反馈系数，则 比例系数为 校验近似条件。 转速截止频率。故 校验电流环传递函数简化条件 。满足简化条件。 校验转速环小时间常数近似处理条件 。满足近似条件。 计算调节器电阻和电容。 转速电流双闭环直流调速系统 课程设计 学生 学号 专业电气工程及其自动化 学院信息工程与科学学院 目录 目录 摘要 第〇章任务书 设计参数 二设计要求 第章主电路设计 系统组成 二主电路原理 三主电路元器件参数计算及器件选型 整流元器件参数计算与选型 其它元器件参数计算与选取 第二章调节器设计 电流调节器设计 二转速调节器设计 第三章触发器设计 第四章反馈环节保护电路及其它电路设计 反馈环节设计 转速反馈环节设计 电流反馈环节设计 二保护电路设计 过电流保护电路设计 过电压保护电路设计 三其它电路设计 转速给定器设计 零速封锁器设计 第五章系统仿真 仿真模型建立 二仿真参数输入