的发展趋势也向着控制的数字化，智能化和网络化发展绘制双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图要求计算机绘图。建立系统的数学模型，对系统进行仿真研究，验证所设计的系统是否满足各项性能指标的要求。第二章双闭环直流调速系统的工作原理直流调速系统简介调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最普遍的种系统。目前，需要高性能可控电力拖动的领域多数都采用直流调速系统。晶闸管电动机直流调速系统简介世我国在直流调速产品的研发上取得了定的成就，但和国外相比仍有很大差距。好，且系统易于控制。双闭环系统的转速环用来控制电动机的转速，电流环控制输出电流该系统可以自动限制最大电流，能有效抑制电网电压波动的影响且采用双闭环控制提高了系统的阻尼比，因而较之单闭环控制具有更好的控制特性。尽当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中系统的应用还是有相当的比重。所以以此为课题进行研究具有定的实用价值。双闭环晶闸管不可逆直流调速系可逆调速系统在上世纪七十年代在国外些发达国家兴起，经过数十年的发展已经成熟，在二十世纪已经实现了数字化与智能化。所以以此为课题进行研究具有定的实用价值。尽当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中系统的应用还是有相当的比重。部分内容简介上也显示出较大的优越性，动态和静态性能均好，且系统易于控制。双闭环系统的转速环用来控制电动机的转速，电流环控制输出电流该系统可以自动限制最大电流，能有效抑制电网电压波动的影响且采用双闭环控制提高了系统的阻尼比，因而较之单闭环控制具有更好的控制特性。尽当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中系统的应用还是有相当的比重。所以以此为课题进行研究具有定的实用价值。双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的发展趋势双闭环不可逆调速系统在上世纪七十年代在国外些发达国家兴起，经过数十年的发展已经成熟，在二十世纪已经实现了数字化与智能化。我国在直流调速产品的研发上取得了定的成就，但和国外相比仍有很大差距。我国自主的全数字化直流调速装置还没有全面商用，产品的功能上没有国外产品的功能强大。而国外进口设备价格昂贵，也给国产的全数字控制直流调速装置提供了发展空间。目前，发达国家应用的先进电气调速系统几乎完全实现了数字化，双闭环控制系统已经普遍的应用到了各类仪器仪表，机械重工业以及轻工业的生产过程中。随着全球科技日新月异的发展，双闭环控制系统总的发展趋势也向着控制的数字化，智能化和网络化发展。而在我们国内，双闭环控制也已经经过了几十年的发展时期，目前已经基本发展成熟，但是目前的趋势仍是追赶着发达国家的脚步，向着数字化发展。本课题主要讨论问题研究双闭环直流调速系统的研究和应用现状。调速系统主电路参数计算及元件的确定包括有变压器晶闸管平波电抗器等。驱动控制电路的选型设计模拟触发电路集成触发电路数字触发器电路均可。动态设计计算根据技术要求，对系统进行动态校正，确定调节器与调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。绘制双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图要求计算机绘图。建立系统的数学模型，对系统进行仿真研究，验证所设计的系统是否满足各项性能指标的要求。第二章双闭环直流调速系统的工作原理直流调速系统简介调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最普遍的种系统。目前，需要高性能可控电力拖动的领域多数都采用直流调速系统。晶闸管电动机直流调速系统简介世纪年代末，晶闸管大功率半导体器件变流装置的出现，使变流技术产生了根本性的变革，开始进入晶闸管时代。由晶闸管变流装置直接给直流电动机供电的调速系统，称为晶闸管电动机直流调速系统，简称系统，又称为静止的系统。这种系统已成为直流调速系统的主要形式。图是系统的简单原理图。图中是晶闸管变流装置，可以是单相三相或更多相数，半波全波半控全控等类型，通过调节触发装置的控制电压来移动触发脉冲的相位，以改变整流电压，从而实现平滑调速。由于系统具有调速范围大精度高动态性能好效率高易控制等优点，且已比较成熟，因此已在世界各主要工业国得到普遍应用。图晶闸管电动机直流调速系统系统但是，晶闸管还存在以下问题由于晶闸管的单向导电性，给系统的可逆运行造成困难由于晶闸管元件的过载能力小，不仅要限制过电流和反向过电压，而且还要限制电压变化率和电流变化率，因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件当系统处于深调速状态，即在较低速下运行时，晶闸管的导通角小，使得系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流，引起电网电压波形畸变，对电网产生不利影响由于整流电路的脉波数比直流电动机每对极下的换向片数要小得多，因此，系统的电流脉动很严重。第三章控制系统的设计设计内容和要求设计内容根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。调速系统主电路元部件的确定及其参数计算。驱动控制电路的选型设计。动态设计计算根据技术要求，对系统进行动态校正，确定调节器与调节器的结构形式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。绘制双闭环直流不可逆调速系统电器原理图，并研究参数变化时对直流电动机动态性能的影响。设计要求该调速系统能进行平滑地速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽地转速调速范围，系统在工作范围内能稳定工作。系统静特性良好，无静差静差率。动态性能指标转速超调量，电流超调量，动态最大转速降，调速系统的过渡过程时间调节时间。系统在负载以上变化的运行范围内电流连续。调速系统中设置有过电压过电流保护，并且有制动措施。主电路采用三项全控桥。双闭环直流调速系统的组成为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级连接，如图所示，闸管装置放大系数。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满足近似条件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由图，按所用运算放大器取，各电阻和电容值为照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为，满足设计要求。转速调节器的设计确定时间常数电流环等效时间常数。由前述已知，，则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，其传递函数式为计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则，先取，则的超前时间常数为则转速环开环增益可得的比例系数为式中电动势常数转速反馈系数检验近似条件转速截止频率为图含滤波环节的型电流调节器电流环传递函数简化条件为满足简化条件转速环小时间常数近似处理条件为满足近似条件计算调节器电阻和电容根据图所示，取，则取取取校核转速超调量当时，查表典型型系统阶跃输入跟随性能指标得，，不能满足设计要求。实际上，由于表是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，饱和，不符合线性系统的前提，应该按退饱和的情况重新计算超调量。表典型型系统阶跃输入跟随性能指标按准则确定参数关系表典型型系统动态抗扰性能指标与参数的关系图含滤波环节的型转速调节器设理想空载起动时，负载系数，已知，，，，，，，。当时，由表查得，而调速系统开环机械特性的额定稳态速降式中电机中总电阻调速系统开环机械特性的额定稳态速降为基准值，对应为额定转速根据式计算得能满足设计要求校核动态最大速降设计指标要求动态最大速降。在实际系统中，可定义为相对于额定转速时的动态速降。由，查表可知，，所以能满足设计要求转速超调的抑制若退饱和超调量，则不满足动态指标要求，需加转速微分负反馈。加入这个环节可以抑制甚至消灭转速超调，同时可以大大降低动态速降。在双闭环调速系统中，加入转速微分负反馈的转速调节器原理图如图所示。和普通的转速调节器相比，在转速反馈环节上并联了微分电容和滤波电阻，即在转速负反馈的基础上再叠加个带滤波的转速微分负反馈信号。含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图如下图所示图含有转速微分负反馈的转速环动态结构框图转速微分负反馈环节中待定的参数是和，其中转速微分时间常数，转速微分滤波时间常数是以选定，，只要确定，就可以计算出和了。由工程设计方法，近似计算公式得第四章基于的调速系统的仿真通过对整个控制电路的设计，用对整个调速系统进行仿真。首先建立双闭环直流调速系统的动态数学模型，可以参考该系统的动态结构形式，双闭环直流调速系统的动态结构框图如图所示图带转速微分负反馈的转速调节器图双闭环直流电机调速系统的动态数学结构框图把这些参数的值代入框图中的公式就可得到以下框图。图双闭环直流调速系统动态结构框图为了分析双闭环调速系统的特性，在转速调节器和速度调节器的输出端设置个限幅值，限幅值的大小可以根据所选的运算放大器的输入电压的大小来选定，本设计选取的限幅值为。根据动态模型图以及计算参数，用进行仿真，主要是仿真电动机的输出转速。最终得到的转速仿真图形如图所示图双闭环直流电机转速输出仿真图形从图可以很明显的