力电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能的电力电子器件产品的出现，为交流调速系统起，晶闸管串级调速系统已经成为了调速系统中的重要组成部分，在许多要求精度高，调速范围广的情况下广泛应用，成为了许多大型精密设备高精度切削机床设备的首选调速系统。因此，分析好晶闸管串级调速系统的设计工作对于工厂加快发展具有十分重要的意二〇〇七年六月十三日星期三义。电动机具有良好的起制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。串级调速系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。调速范围宽调速产生的负面影响如谐波功率因数等小成本低廉。统的动态参数计算系统的调试及运行结论参考文献致谢二〇〇七年六月十三日星期三绪论十几年前，串级调速作为种高效率的交流无级调速曾经盛行时，随着近代变频调速的兴起，串级调速日渐萧条，被误认为是落后的调速技术。串级调速真的比变频调速逊色吗实际上，串级调速在效率机械特性等本质方面，和变频调速几乎是完全致的，而且高压串级调速的经济性明显优于变频调速。尤其在高压大容量风机泵类节能方面，串级调速的些优势表现的更为明显。如何评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是效率高调速平滑即无级调速尤其在高压大容量风机泵类节能方面，串级调速的些优势表现的更为明显。实际上，串级调速在效率机械特性等本质方面，和变频调速几乎是完全致的，而且高压串级调速的经济性明显优于变频调速。部分内容简介功率因数的改善控制回路单元电路的选择电流闭环元件的选择转速检测环节的选择调节器的工程设计双闭环系统的稳态系数计算双闭环系统的动态参数计算系统的调试及运行结论参考文献致谢二〇〇七年六月十三日星期三绪论十几年前，串级调速作为种高效率的交流无级调速曾经盛行时，随着近代变频调速的兴起，串级调速日渐萧条，被误认为是落后的调速技术。串级调速真的比变频调速逊色吗实际上，串级调速在效率机械特性等本质方面，和变频调速几乎是完全致的，而且高压串级调速的经济性明显优于变频调速。尤其在高压大容量风机泵类节能方面，串级调速的些优势表现的更为明显。如何评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是效率高调速平滑即无级调速调速范围宽调速产生的负面影响如谐波功率因数等小成本低廉。交流电动机，特别是鼠笼式异步电动机与直流电动机相比具有些突出的优点制造成本低重量轻惯性小可靠性和运行效率高维修工作量小能在恶劣的甚至在有易燃易爆性气体的环境中安全运行。这些与现代调速系统要求的可靠性可用性可维修性相致。但同时交流电动机本身是个非线性强耦合的多变量系统，其可控性较差。而随着电力电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能的电力电子器件产品的出现，为交流调速系统的发展创造了有利条件。特别是年代初出现的矢量变换控制技术以及在矢量变换基础上相继出现的磁通反馈矢量控制转差型矢量控制直接转矩控制等实用系统，大大推进了交流传动控制技术的发展。这些新型的交流传动控制技术与高性能的变频器相结合，就有可能使利用交流电动机构成的交流伺服系统在性能上与高精度的直流伺服系统相匹配。特别是在些大容量高转速或特殊环境下应用的场合，交流调速系统已显示出无比的优越性，电气传动交流化的时代随之而来。而异步电动机有三种基本的调速方式，即改变极对数改变转差率和改变供电电源频率。本课题研究的意义和目标现如今，随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，晶闸管串级调速系统已经成为了调速系统中的重要组成部分，在许多要求精度高，调速范围广的情况下广泛应用，成为了许多大型精密设备高精度切削机床设备的首选调速系统。因此，分析好晶闸管串级调速系统的设计工作对于工厂加快发展具有十分重要的意二〇〇七年六月十三日星期三义。电动机具有良好的起制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。串级调速系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动控制系统有调速系统位置随动系统张力控制系统多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此串级调速系统是最基本的电力拖动控制系统。许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。这样的环流对负载无益，只会加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率。环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。毕业设计论文研究内容拟解决的主要问题研究内容主要是在掌握交直流调速控制系统的基本组成原理的同时，能结合机械厂的实际情况，根据生产工艺所提出的技术指标来组成和选择电动机控制系统，在闭环控制的基础上，能合理正确地选择和整定系统静动态参数。在功率可控电源和控制电路的实现上，最大限度的使电动机实现平滑调速，从而尽可能的实现节能降耗。拟解决的主要问题简单列举如下熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构掌握晶闸管直流调速系统的参数测试及反馈环节测定方法和测试条件通过利用晶闸管直流调速系统中些环节的非线性现象，测定整流装置及测速发电机的特性了解和掌握晶闸管全控桥直流调速系统装置和各单元环节特性，在环节模型结构正确地情况下测取模型参数，从而得到完全确定的系统数学模型通过对上述问题的解决，为进步设计分析打下基础。二〇〇七年六月十三日星期三本课题国内外研究动态及意义课题的研究背景在电力拖动调速系统中，由于电动机具有良好的启动制动和调速性能，长久以来广泛应用。早期是交流电动机拖动直流发电机给直流电动机供电，通过调节发电机的励磁电流以改变其输出电压，达到直流电动机调速目的。直流调速系统需要两台与直流电动机容量相当的电动机，因此设备多，体积大，费用高，噪声大，维护不方便，为克服这些缺点，开始采用水银整流供电，以静止变流装置替代旋转机组供电。随着半导体技术的发展，更为经济可靠性能优越的晶闸管变流器出现了，由晶闸管变流器向电动机供电的系统简称系统。随着大功率模块等全控式电力电子器件的功率驱动装置的发展，直流脉冲宽度调制型的调速系统的应用越来越广。另方面，在当今社会中，自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展，而自动调速控制系统的应用在现代化技术生产中，起着尤为重要的作用，串级调，动态速降小，恢复时间短，因此，决定转速环动态参数按典型Ⅱ型系统设计。电流闭环动态参数计算。电流闭环由串调系统直流主回路形成的大惯性环节与晶闸管逆变器电流检测及反馈滤波等小惯性群组成。由于实际系统电流环的时间常数很小，且反映迅速，而与转速成比例却变化缓慢，故电动势干扰对电流的影响可忽略不计。所以，由图可单独画出电流闭环动态结构图，如图所示。图电流闭环动态结构图利用结构图变换，并把给定滤波作用合并起来，等效于环内，则得到图单位反馈形式。对于三相桥式电路，平均失控时间为电流反馈滤波时间常数，取由于电流反馈信号取三相桥式整流电路，信号中含有的脉动成分，为了衰减这些交流分量，需设置电流反馈滤波器。二〇〇七年六月十三日星期三实践证明，若取，则可将其脉动分量衰减到原来的左右。它们都是小时间常数，可以按小惯性环节的近似处理方法，用来代替。这样，只考虑动态过程时，结构就化为图所示的形式。图电流闭环动态结构及其化简图单位反馈式结构图简化结构图为把电流环节校正成典型Ⅰ型，显然应采用调节器，其传递函数为要计算电流调节器的参数和，需知道电动机逆变装置的有关参数。当转差率为时，直流回路等效电阻二〇〇七年六月十三日星期三则有触发逆变装置的放大系数由于要求超调量小，故取阻尼比，这时，所以电流调节器的参数为根据图的结构形式，取，若电位器置于处，则有实选，，，。参数如图所示。二〇〇七年六月十三日星期三千欧千欧千欧千欧千欧欧千欧图调节器参数图转速闭环动态参数计算。电流环是转速闭环的内环，计算转速调节器参数时，为简便起见，对已设计好的电流环作进步简化处理。根据图，取时，电流环的等效传递函数可近似为用上述等效环节代替图中的电流闭环后，整个调速系统的动态结构图便如图所示。利用结构图等效变换，并进行工程上的近似处理，则转速环动态结构图可化简成图。该图中由图可以看出，要把转速环校正成典型Ⅱ型系统，无疑地，应采用调节器有共传递函数。调速系统的开环传递函数为二〇〇七年六月十三日星期三图转速环动态结构及其简化图动态结构图简化图图校正后的调速系统结构图不考虑负载扰动时，校正后的调速系统结构图如图所示要计算的参数和，首先需确定电动机的积分时间常数二〇〇七年六月十三日星期三和转速反馈滤波时间常数。采用直流测速机，由于有整流的换流作用，输出信号是脉动直流电压，故必须经反馈滤波器滤波，以滤波脉动成分，可防止干扰信号侵入系统，本系统取的计算电动机转矩系数电动机在工作电流附近线性