【29页】配合控制的有环流可逆调速系统的工作原理设计报告.doc文档推荐下载

可以根据以下公式来计算整流变压器二次相电压的，为电动机额定电压。

在实际运行中整流器输出的平均电压还受其它因素的影响，诸如电网电压的波动，晶闸管的正向导通压降以及回路杂散电阻的影响等。

所以系数代入数据得，取因此变压器的变比近似为整流变压器电动机的惯性储能经反组整流器回输电网。

在这阶段中，电动机的转速开始下降，正组整流器同样由于不能通过反向电流，除少量脉动环流外，没有负载电流通过，处于待逆变状态。

它组回馈制动阶段。

在反接制动阶段中由于电流上升很快，当电流反馈大于电流给定值时，电流调节器的输出又改变极性，使正组整流器处于待整流状态，反组整流器处于逆变状态，这时由于电枢反电动势与整流器输出电压反向相反，且电枢反电动势大于整流器输出电压，这时回路的电流由电枢电动势产生，且经反组整流器逆变状态流向交流电源，电动机进入发电回馈制动阶段。

整流器逆变状态流向交流电源，电动机进入发电回馈制动阶段。

这阶段的特点是电动机转速不断下降，调节器的输出又改变极性，使正组整流器处于待整流状态，反组整流器处于逆变状态，这时由于电枢反电动势它组回馈制动阶段。

在反接制动阶段中由于电流上升很快，当电流反馈大于电流给定值时，电流部分内容简介状态的反组整流器开始输出电流，电枢电流开始反向，由于整流器输出电压与电动机反电动势的方向相间，电动机处于反接制动状态，电流上升很快。

在这阶段中，电动机的转速开始下降，正组整流器同样由于不能通过反向电流，除少量脉动环流外，没有负载电流通过，处于待逆变状态。

它组回馈制动阶段。

在反接制动阶段中由于电流上升很快，当电流反馈大于电流给定值时，电流调节器的输出又改变极性，使正组整流器处于待整流状态，反组整流器处于逆变状态，这时由于电枢反电动势与整流器输出电压反向相反，且电枢反电动势大于整流器输出电压，这时回路的电流由电枢电动势产生，且经反组整流器逆变状态流向交流电源，电动机进入发电回馈制动阶段。

这阶段的特点是电动机转速不断下降，电动机的惯性储能经反组整流器回输电网。

随着转速的下降，电枢电动势也不断下降，但由于转速调节器的输出在电动机转速没有反向超调时，始终保持着最大限幅状态，这时电流调节器发挥作用，维持电动机以最大电流回馈制动，即电流调节器的输出随转速的下降而减小，力图保持最大的制动电流，取得最快的制动效果。

如果紧接着反转，的过程就会延续下去，直到反向转速稳定时为止。

正转制动和反转启动完全衔接起来，没有间断或死区。

控制的有环流可逆调速方式，在实际应用中由于难以准确保持的状态，旦出现时，就有可能产生直流环流，使整流器过载或损坏，故实际上并不采用，但研究控制的有环流可逆系统，对理解直流电动机的可逆过程有很大帮助。

二主回路的设计主回路元器件参数计算及型号选择整流变压器的参数计算般情况下，晶闸管变流装置所要求的交流供电电压与电网电压是不致的，需要通过变压器与电网我连接。

另外，合适的输入电压可以使得晶闸管在较大的功率因数下运行变压器的隔离作用还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分，减小对电网的污染。

主电路选用的变压器次侧绕组采用联接，二次侧采用联接。

电网次侧线电压为。

整流变压器二次相电压的选择注意过高会使得设备运行中为保证输出直流电压符合要求而导致控制角过大，使得功率因数小，如果选择过小又会导致在触发角的情况下仍然得不到要求的直流电压。

可以根据以下公式来计算整流变压器二次相电压的，为电动机额定电压。

在实际运行中整流器输出的平均电压还受其它因素的影响，诸如电网电压的波动，晶闸管的正向导通压降以及回路杂散电阻的影响等。

所以系数代入数据得，取因此变压器的变比近似为整流变压器二次侧相电流的计算。

二次侧相电流为二次侧相电流的计算系数，在三相桥式整流中。

为整流器额定直流电流。

代入参数数得则次侧电流为，式中为变压器变比代入数据计算得变压器次容量二次侧容量为，，为相数，变量器容量代入参数计算得考虑定的裕量，选取容量为的变压器。

晶闸管的参数计算及选型选择晶闸管主要是选择它的额定峰值电压重复峰值电压额定电流通态平均电流门极触发电压和门极触发电流即可，尤其是额定峰值电压与额定电流这两个指标。

在本设计我们采用的是三相桥式全控整流电路，在阻感负载中晶闸管承受的最大电压考虑电网电压的波动和操作过电压等因素，需乘上个的安全系数，这样可以得到晶闸管额定电流的计算晶闸管在使用是应按实际电流有效值与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管额定电流，即，为裕量系数实际使用时还就留定的裕量，般取。

流过晶闸管的电流的有效值为为直流侧最大电流，代入数据计算得在普通电机调速中用普通晶闸管即可，查系列整流管参数表正向平均电流正向峰值电压反向得复峰值电压反向重复峰电流工作结温推荐用安装力型号散热器螺旋式陶瓷型螺旋式图系列整流管参数表选取型号的晶闸管即可满足要求，其额定电流。

平波电抗器参数的计算在系数中，脉动电流会增加电动机的发热，同时也会产生脉动转矩，对生产机械不利。

此外，电流波形的断续给予平均值描述的系统带来种非线性的因素，也引起机械特性的非线性，影响系统的运行性能。

为了减轻电流脉动的影响，这里采用设置平波电抗器的方式来抑制电流脉动。

对于三相桥式整流电路，总电感量的计算公式为般情况下为电动机额定电流的。

代入数据计算得其中电动机电枢的电感量为因此无需电抗器即可满足要求。

主电路保护元件的参数计算及选型。

变压器二次侧过电压保护整流设备晶闸管能够承受的最大峰值电压是重要参数之，该参数表征晶闸管承受过电压的能力。

过电流伺服电动机同轴安装作为速度检测元件，为系统提供相应的反馈信号，实现闭环半闭环控制，使直流伺服电动机具有很宽的无级调速比。

而且其磁场可以开路，定转子可以随便脱开，便于安装和维修。

如图，可以通过调节可调电位器以获得设计要求的转速反馈系数，反向放大电路用于形成转速负反馈，以便和运放构成负反馈运算电路。

本设计中电动机额定转速为，选用型号的测速发电机即可满足要求。

下型号输出斜率线性误差最大工作转速纹波系数输出电压不对称度最小负载电阻级级表测速发电机技术数据三控制回路的设计图双闭环调速系统的动态结构图电流调节器的设计图电流环的动态结构图及其简化忽略反电动势的影响等效成单位负反馈系统小惯性环节近似处理确定时间常数整流装置滞后时间常数通过查下表得整流电路形式最大失控时间平均失控时间单相半波单相桥式三相半波三相桥式表电流滤波时间。

三相桥式电路每个波头的时间是，为了基本滤平波头。

应有，因此取电流环小时间常数之和根据设计要求并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统来设计电流调节器。

表检查对电源电压的抗干扰性能，查看下表对应的系统动态抗干扰性能指标，各项指标都是可以接受的。

计算电流调节器参数电流调节器超前时间常数。

参数关系阻尼比ξ超调量上升时间峰值时间相角稳定裕度截止频率表典型Ⅰ型系统跟随性能指标和频域指标与参数的关系表电流环开环增益要求时，根据上表可得取时响应比较快速并可以满足超调量要求，因此检验近似条件电流环截止条件检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图电流调节器电路原理图电流调节器原理图如上按所用放大器取，取，取，取转速调节器的设计图转速环的动态结构图及其简化用等效环节代替电流环等效成单位负反馈系统和小惯性环节的近似处理校正后成为典型Ⅱ型系统确定时间常数电流环等效时间常数转速滤波时间常数。

根据所用测速发电机纹波情况，取转速环小时间常数。

按小时间常数近似处理。

取选择转速调节器结构。

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表不同值时的值及最佳频比按跟随和抗干扰性能都比较好的原则，取，则的超前时间常数为转速调节器开环增益为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，满足简化条件转速小时间常数近似处理条件，满足简化条件计算转速调节器电阻和电容。

图转速调节器原理图如上图，取，取，取，取校核转速超调量。

表典型Ⅱ型系统阶跃输入跟随性能指标与参数的关系表当时，由查上表得超调量不能满足要求。

按退饱和的情况重新计算超调量。

其中为调速系统开环机械的额定稳态速降，由上面调节器设计过过程已知当时，查典型型系统动态抗干扰性能指标与参数的关系表可得允许过载倍数，转速环小时间常数电机额定转速，电枢回路总电阻，机械时间常数电机励磁常数设理想空载超动是，代入计算得能满足设计要求。

控制器输出限幅环节图输出限幅环节电路原理图本设计通过两个反串联的稳压二极管来实现对运放输出电压进行限幅。

稳压二极管可以选择稳压值为的。

反相器设计图移相电压反向器配合控制中正组与反组的脉冲触发角成互补关系，即