直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真和交流調(diào)壓調(diào)速系建模與仿真2.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 電氣與電子信息工程學(xué)院 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真和交流調(diào)壓調(diào)速系建模與仿真 專業(yè)班級(jí)： 電氣工程及其自動(dòng)化2008（1）班 學(xué)號(hào)： 20 姓 名： 指導(dǎo)教師： 胡學(xué)芝 陳學(xué)珍 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2011/11/142011/11/25 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： K2電力電子實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng) 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名學(xué) 號(hào)課程設(shè)計(jì)題目：直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真和交流調(diào)壓調(diào)速系建模與仿真課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄：1、 直流調(diào)速中為什么選用雙閉環(huán)？答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主調(diào)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。顯然靜特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。在動(dòng)態(tài)性能方面，雙閉環(huán)系統(tǒng)在起動(dòng)和升速過程中表現(xiàn)出很快的動(dòng)態(tài)跟隨性，在動(dòng)態(tài)抗擾性能上，表現(xiàn)在具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)，抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。2、變壓變頻調(diào)速的基本控制方式有哪些？答：在基頻以下，希望維持氣隙磁通不變，須按比例地同時(shí)控制電壓和頻率，低頻時(shí)還應(yīng)適當(dāng)抬高電壓以補(bǔ)償定子壓降。在基頻以上，由于電壓無法再升高，只好僅提高頻率而迫使磁通減弱。成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：課程設(shè)計(jì)考勤情況（20）：課程設(shè)計(jì)答辯情況（30）：完成設(shè)計(jì)任務(wù)及報(bào)告規(guī)范性（50）：最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定） 指導(dǎo)教師簽字： 2011年 12 月 20 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 20112012學(xué)年第一學(xué)期學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)：電氣工程及其自動(dòng)化2008（1）班 指導(dǎo)教師：胡學(xué)芝、陳學(xué)珍 工作地點(diǎn)：電氣學(xué)院自動(dòng)控制教研室一、課程設(shè)計(jì)題目：直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真和交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)建模與仿真二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)目的及要求1、通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充在交直流調(diào)速及相關(guān)課方面的基本知識(shí)、基本理論和基本技能，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決問題的能力。2、通過課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生獨(dú)立完成一項(xiàng)直流或交流調(diào)速系統(tǒng)課題的基本設(shè)計(jì)工作，使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)過程，了解設(shè)計(jì)步驟，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)能力、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料能力的目的、培養(yǎng)學(xué)生工程繪畫和編寫設(shè)計(jì)說明書的能力。3、通過課程設(shè)計(jì)，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，綜合分析和解決實(shí)際工程問題的能力，并提高正確查閱和使用技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)等工具書的能力，提高獨(dú)立分析問題、解決問題及獨(dú)立工作的能力。通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)。2課程設(shè)計(jì)基本要求1.學(xué)生分組、布置題目。按學(xué)號(hào)分組，然下達(dá)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，原則上每小組一個(gè)題目。2.熟悉題目并選題，收集資料。設(shè)計(jì)開始，每個(gè)學(xué)生根據(jù)所選的題目，充分了解技術(shù)要求，明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集資料，包括參考書、手冊(cè)和圖表等，為設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。3.總體設(shè)計(jì)。正確選定系統(tǒng)方案，認(rèn)真畫出系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖。4.主電路設(shè)計(jì)。按選定的方案，確定系統(tǒng)的主電路形式，畫出主電路及相關(guān)保護(hù)，操作電路原理草圖，完成主電路的元件計(jì)算和選擇任務(wù)。5.控制電路技術(shù)。按規(guī)定的技術(shù)要求，確定系統(tǒng)閉環(huán)結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)形式，畫出系統(tǒng)控制電路原理草圖，選定檢測(cè)元件和反饋系數(shù)，計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)并選定相關(guān)的元件。6.校核整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，編制元件明細(xì)表。7.繪制正規(guī)系統(tǒng)原理圖，整理編制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。3直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真題目和設(shè)計(jì)要求： (1)電機(jī)數(shù)如下表：機(jī)架序號(hào)電動(dòng)機(jī)型號(hào)Pn（KW）Un（V）In（A）nn（r/min）Ra（）GDa2（Nm2）極對(duì)數(shù)Z2-914823020914500.358.021(2)技術(shù)數(shù)據(jù)電樞回路總電阻取a；總飛輪力矩：。其他參數(shù)可參閱教材中“雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)舉例”的有關(guān)數(shù)據(jù)。要求：調(diào)速范圍10，靜差率：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量；啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速退飽和超調(diào)量。要求系統(tǒng)具有過流、過壓、過載和缺相保護(hù)。要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。要求給拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置給定積分器。(3)設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.調(diào)速的方案選擇2.主電路的計(jì)算3.觸發(fā)電路的選擇與校驗(yàn)4.控制電路設(shè)計(jì)計(jì)算5.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)6. 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真校驗(yàn)并上交設(shè)設(shè)說明書。4交流調(diào)速系統(tǒng)建模及仿真：建立交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。做出仿真結(jié)果，上交說明書。三、進(jìn)度安排時(shí)間2011年11月14日2011年11月25日(共2周)星期一星期二星期三星期四星期五星期一星期二星期三星期四星期五上午12節(jié)下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午安排查資料指導(dǎo)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)自行設(shè)計(jì)指導(dǎo)編寫報(bào)告編寫報(bào)告答辯答辯地點(diǎn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)地點(diǎn)：K2一電力電子實(shí)驗(yàn)室，機(jī)房（自備計(jì)算機(jī)地點(diǎn)）查閱資料、自行設(shè)計(jì)地點(diǎn)：K2一電力電子實(shí)驗(yàn)室、圖書館、上網(wǎng)地點(diǎn)或其它答辯若在周五沒有全部完成資料整理，則答辯時(shí)間可另行安排。四、成績(jī)?cè)u(píng)定評(píng)定項(xiàng)目基本內(nèi)涵分值設(shè)計(jì)過程考勤、自行設(shè)計(jì)、按進(jìn)度完成任務(wù)等情況20分設(shè)計(jì)報(bào)告完成設(shè)計(jì)任務(wù)、報(bào)告規(guī)范性等情況50分答 辯回答問題情況30分90100分：優(yōu)；8089分：良；7079分：中；6069分，及格；60分以下：不及格指導(dǎo)教師：胡學(xué)芝 ，陳學(xué)珍2011年9月 教研室主任簽名：胡學(xué)芝2011年10月 10日目 錄一 直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真5引 言51 系統(tǒng)方案選擇51.1 電動(dòng)機(jī)供電方案的選擇51.2調(diào)速系統(tǒng)方案的選擇62系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算72.1 主電路的設(shè)計(jì)72.1.1 主電路的選擇72.1.2 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)72.1.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)92.1.4 主電路的計(jì)算122.2 控制電路的設(shè)計(jì)142.2.1 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)142.2.2 過電壓保護(hù)152.2.3 過電流保護(hù)163系統(tǒng)MATLAB仿真173.1 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置173.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出18二 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)建模及仿真194交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及特性194.1 異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性194.2 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性214.3 閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖225交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真255.1 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模255.2交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的仿真27結(jié)束語28參考資料28附錄29一 直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及仿真引 言在現(xiàn)代工業(yè)中，為了實(shí)現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程的要求，需要采用各種各樣的生產(chǎn)機(jī)械，這些生產(chǎn)機(jī)械大多采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。多數(shù)生產(chǎn)機(jī)械的任務(wù)是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，以機(jī)械運(yùn)動(dòng)的形式來完成各種工藝要求。隨著工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，各種生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)其工藝特點(diǎn)，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械和拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)也不斷提出各種不同的要求，有的要求電動(dòng)機(jī)能迅速啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)；有的要求多臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間的轉(zhuǎn)速按一定的比例協(xié)調(diào)動(dòng)動(dòng)；有的要求電動(dòng)機(jī)達(dá)到極慢的穩(wěn)速運(yùn)動(dòng)；有的要求電動(dòng)機(jī)啟、制動(dòng)平穩(wěn)，并能準(zhǔn)確地停止在給定的位置。這些不同的工藝要求，都是靠電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)和機(jī)機(jī)械傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的。可見各種拖動(dòng)系統(tǒng)都是通過控制轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，因此，調(diào)速控制技術(shù)是最基本的電力拖動(dòng)控制技術(shù)。1 系統(tǒng)方案選擇本次設(shè)計(jì)選用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)Z2-91型，其具體參數(shù)如下表1-1所示表1-1 Z2-91型電動(dòng)機(jī)具體參數(shù)電動(dòng)機(jī)型號(hào)PN(KW)UN(V)IN(A)NN(r/min)Ra()GDa2（Nm2）P極對(duì)數(shù)Z2-914823020914500.358.0211.1 電動(dòng)機(jī)供電方案的選擇 變壓器調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)用的主要方法，調(diào)節(jié)電樞供電電壓所需的可控制電源通常有3種：旋轉(zhuǎn)電流機(jī)組，靜止可控整流器，直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器。旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組簡(jiǎn)稱G-M系統(tǒng)，適用于調(diào)速要求不高，要求可逆運(yùn)行的系統(tǒng)，但其設(shè)備多、體積大、費(fèi)用高、效率低、維護(hù)不便。靜止可控整流器又稱V-M系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，即可改變，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速，且控制作用快速性能好，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器采用PWM受器件各量限制，適用于中、小功率的系統(tǒng)。根據(jù)本次設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和特點(diǎn)選V-M系統(tǒng)。 在V-M系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器給定電壓，即可移動(dòng)觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，從而方便的改變整流器的輸出，瞬時(shí)電壓。由于要求直流電壓脈動(dòng)較小，故采用三相整流電路。考慮使電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且滿足性能要求，選擇晶閘管三相全控橋交流器供電方案。因三相橋式全控整流電壓的脈動(dòng)頻率比三相半波高，因而所需的平波電抗器的電感量可相應(yīng)減少約一半，這是三相橋式整流電路的一大優(yōu)點(diǎn)。并且晶閘管可控整流裝置無噪聲、無磨損、響應(yīng)快、體積小、重量輕、投資省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同時(shí)，由于電機(jī)的容量較大，又要求電流的脈動(dòng)小。綜上選晶閘管三相全控橋整流電路供電方案。1.2調(diào)速系統(tǒng)方案的選擇 計(jì)算電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)：由 v min/r,當(dāng)電流連續(xù)時(shí)， 系統(tǒng)額定速降為: r/min, .開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率:，大大超過了S5%.若D=10，S5%.，則，可知開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的額定速降是1090.4，而工藝要求的是7.6，故開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)無能為力，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因調(diào)速要求較高，故選用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，采用電流截止負(fù)反饋進(jìn)行限流保護(hù)，出現(xiàn)故障電流時(shí)由過流繼電器切斷主電路電源。為使線路簡(jiǎn)單，工作可靠，裝載體積小，宜用KJ004組成的六脈沖集成觸發(fā)器。該系統(tǒng)采用減壓調(diào)速方案，故勵(lì)磁應(yīng)保持恒定。采用三相全控橋式整流電路供電。綜上，直流調(diào)速系統(tǒng)的框圖如圖1-1所示： 圖1-1 直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算2.1 主電路的設(shè)計(jì)2.1.1 主電路的選擇 采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，可以近似在電機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩）受限的條件下，充分利用電機(jī)的允許過載能力，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)盡可能用最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又可以讓電流迅速降低下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，此時(shí)起動(dòng)電流近似呈方形波，而轉(zhuǎn)速近似是線性增長(zhǎng)的，這是在最大電流（轉(zhuǎn)矩）受到限制的條件下調(diào)速系統(tǒng)所能得到的最快的起動(dòng)過程。采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級(jí)聯(lián)接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在起動(dòng)過程中只有電流負(fù)反饋，而它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不同時(shí)加到一個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只靠轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主要的作用，這樣就能夠獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主調(diào)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。顯然靜特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。在動(dòng)態(tài)性能方面，雙閉環(huán)系統(tǒng)在起動(dòng)和升速過程中表現(xiàn)出很快的動(dòng)態(tài)跟隨性，在動(dòng)態(tài)抗擾性能上，表現(xiàn)在具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)，抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)。主電路采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使電流環(huán)(ACR)作為控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)(ASR)作為控制系統(tǒng)的外環(huán)，以此來提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。二者串級(jí)連接，即把電流調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，再用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過電流和轉(zhuǎn)速反饋電路來實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無靜差的運(yùn)行。2.1.2 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)（1）確定時(shí)間常數(shù) 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) 電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi取0.002S 則電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 =0.0017+0.002=0.0037S。（2）選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器。其傳遞函數(shù)如下： 。 式中電流調(diào)機(jī)器的比例系數(shù)； 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間系數(shù)。 （3）計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：=0.03s。電流環(huán)開環(huán)增益：要求電流超調(diào)量，查得有=0.5，所以 =所以ACR的比例系數(shù) =（4）校驗(yàn)近似條件 電流環(huán)截止頻率=135.1。晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件： ，滿足條件。忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響條件： ，滿足條件。電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件：，滿足條件。（5） 計(jì)算調(diào)節(jié)器的電阻和電容取運(yùn)算放大器的=40，各電阻和電容值為：=5.40440=216.16，取220， ，取0.1， ，取0.2。故=。2.1.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)（1） 確定時(shí)間常數(shù)：電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI：取則 轉(zhuǎn)速環(huán)濾波時(shí)間常數(shù)Ton:根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取Ton=0.01s。轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)：取 。（2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)：按設(shè)計(jì)要求，選用PI調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)（3）計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)：按跟隨和抗干擾性能都較好原則，取h=4,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為：，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 。 ASR的比例系數(shù)為：。（4）檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為。電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為，滿足條件。轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為：，滿足近似條件。（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容： 取=40，則，取1000。 ，取0.1； ，取1。故。校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量：由h=4，查得，不滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)使ASR 退飽和，則按ASR退飽和的情況重新計(jì)算。設(shè)理想空載z=0，h=4時(shí)，查得=77.5%，所以 =0.00792 =0.79% 或 =K 考慮（1.52）倍的裕量 =（1.52）K 式中K=/（1.57）-電流計(jì)算系數(shù)。此外，還需注意以下幾點(diǎn)：當(dāng)周圍環(huán)境溫度超過+40時(shí)，應(yīng)降低元件的額定電流值。當(dāng)元件的冷卻條件低于標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，也應(yīng)降低元件的額定電流值。關(guān)鍵、重大設(shè)備，電流裕量可適當(dāng)選大些。由表查得 K=0.367，考慮(1.52)倍的裕量 取。故選晶閘管的型號(hào)為KP20-7。2、晶閘管的額定電壓晶閘管實(shí)際承受的最大峰值電壓，乘以（23）倍的安全裕量，參照標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，即可確定晶閘管的額定電壓，即=（23）整流電路形式為三相全控橋，查表得，則 取V.3、整流變壓器的設(shè)計(jì)（1）變壓器二次側(cè)電壓U2的計(jì)算U2是一個(gè)重要的參數(shù)，選擇過低就會(huì)無法保證輸出額定電壓。選擇過大又會(huì)造成延遲角加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成本。一般可按下式計(jì)算，即： 式中 -整流電路輸出電壓最大值；nUT -主電路電流回路n個(gè)晶閘管正向壓降；C - 線路接線方式系數(shù)；Ush -變壓器的短路比，對(duì)10100KVA，Ush =0.050.1；I2/I2N-變壓器二次實(shí)際工作電流與額定之比，應(yīng)取最大值。在要求不高場(chǎng)合或近似估算時(shí)，可用下式計(jì)算，即： 式中A-理想情況下，=0時(shí)整流電壓與二次電壓之比, 即A=/；B-延遲角為時(shí)輸出電壓與之比，即B= /；電網(wǎng)波動(dòng)系數(shù)；(11.2)考慮各種因數(shù)的安全系數(shù)；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用公式： 由表查得 A=2.34；取=0.9；角考慮10裕量，則 B=cos=0.985取U2=130V。電壓比K=U1/U2=380/130=2.92。（2） 一次、二次相電流I1、I2的計(jì)算由表查得 =0.816, =0.816考慮變壓器勵(lì)磁電流得： （3）變壓器容量的計(jì)算 ； ； 式中-一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)；由表查得=338061.33=69.916KVA=3130170.54=66.511KVA =1/2（69.916+55.511）=62.713KVA取S=62.7KVA2.2 控制電路的設(shè)計(jì)2.2.1 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)從產(chǎn)品目錄中查得晶閘管KP20-7的觸發(fā)電流為(5100)mA觸發(fā)電壓3.5V。由已知條件可以計(jì)算出 觸發(fā)器選用15V電源，則：Ks=。因?yàn)椋?.5V，所以觸發(fā)變壓器的匝數(shù)比為取14:1。設(shè)觸發(fā)電路的觸發(fā)電流為100mA，則脈沖變壓器的一次側(cè)電流只需大于100/14=7.14mA即可。這里選用3DG12BNPN管作為脈沖功率放大管，其極限參數(shù).觸發(fā)電路需要三個(gè)互差120，且與主電路三個(gè)電壓U、V、W同相的同步電壓，故要設(shè)計(jì)一個(gè)三相同步變壓器。這里用三個(gè)單相變壓器接成三相變壓器組來代替，并聯(lián)成DY型。同步電壓二次側(cè)取30V，一次側(cè)直接與電網(wǎng)連接，電壓為380V,變壓比為380/30=12.7。觸發(fā)器的電路圖如下圖所示：圖2-2觸發(fā)電路2.2.2 過電壓保護(hù) 以過電壓保護(hù)的部位來分，有交流側(cè)過壓保護(hù)、直流側(cè)過電壓保護(hù)和器件兩端的過電壓保護(hù)三種。（1）交流側(cè)過電壓保護(hù)阻容保護(hù) 即在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻R和電容C進(jìn)行保護(hù)。本系統(tǒng)采用D-Y連接。S=14.64kvA, U2=122VIem取值：當(dāng) S10KVA時(shí)，取Iem=4。=F=23.61F耐壓1.5Um =1.5122=258.8V選取30F,耐壓258.8V的CZDJ-2型金屬化紙介電容器。取=5V，=2.6，3 =1.15A =W=W選取3、14W的金屬膜電阻。壓敏電阻的計(jì)算 =V=224.29V流通量取5KA。選MY31-240/5型壓敏電阻。允許偏差+10（264V）。（2）直流側(cè)過電壓保護(hù)直流側(cè)保護(hù)可采用與交流側(cè)保護(hù)相同保護(hù)相同的方法，可采用阻容保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)。但采用阻容保護(hù)易影響系統(tǒng)的快速性，并且會(huì)造成加大。因此，一般不采用阻容保護(hù)，而只用壓敏電阻作過電壓保護(hù)。 =(1.82.2) 230V=414460V 選MY31-440/5型壓敏電阻。允許偏差+10（484V）。（3）閘管及整流二極管兩端的過電壓保護(hù) 查下表：表2-1 阻容保護(hù)的數(shù)值一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定晶閘管額定電流/A1020501002005001000電容/F0.10.150.20.250.512電阻/1008040201052抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護(hù)電路方法。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值的1.11.15倍。由上表得C=0.5F，R=10，電容耐壓1.5=1.5122=448.26V選C為0.2F的CZJD-2型金屬化紙介質(zhì)電容器, 耐壓為450V。=W=0.45W 選R為40普通金屬膜電阻器，RJ-0.5。2.2.3 過電流保護(hù)本系統(tǒng)采用電流截止反饋環(huán)節(jié)作限流保護(hù)外，還沒有與元件串聯(lián)的快速熔斷器作過載與短路保護(hù)，用過電流繼電器切斷故障電流。（1）快速熔斷器的選擇 接有電抗器的三相全控橋電路，通過晶閘管電流有效值IT=Id/1.732=47.8A/1.732=27.6A,故選用RLS-50的熔斷器，熔體電流為50A。（2）過電流繼電器的選擇 根據(jù)負(fù)載電流為47.8A，可選用吸引線圈電流為100A的JL14-11ZS型手動(dòng)復(fù)位直流過電流繼電器，整流電流可取1.2547.8A60A。3系統(tǒng)MATLAB仿真本次系統(tǒng)仿真采用目前比較流行的控制系統(tǒng)仿真軟件MATLAB，使用MATLAB的Simulink工具箱對(duì)其進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真研究。3.1 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置（1）電流環(huán)部分：參數(shù)設(shè)定：Toi=0.002s、KS=40、R=0.4、TOn=0.01、TL=0.03、=0.0017、TM=1.33圖3-1 電流環(huán)的仿真波形（2）轉(zhuǎn)速環(huán)部分： 參數(shù)設(shè)定：TOn=0.01 Kn=47.1圖3-2 轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真波形3.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果的輸出圖3-3 電流環(huán)的仿真波形圖圖3-4 轉(zhuǎn)速環(huán)空載高速起動(dòng)仿真波形圖圖3-5 轉(zhuǎn)速環(huán)滿載高速起動(dòng)仿真波形圖電流環(huán)仿真波形、轉(zhuǎn)速環(huán)（空載、滿載）仿真波形中，過載電流=1.5圖3-4、3-5上部為電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線，下部為電機(jī)電流曲線。加電流啟動(dòng)時(shí)電流環(huán)將電機(jī)速度提高，并且保持為最大電流，而此時(shí)速度環(huán)則不起作用，使轉(zhuǎn)速隨時(shí)間線性變化，上升到飽和狀態(tài)。進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后，轉(zhuǎn)速換起主要作用，保持轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。1.電機(jī)轉(zhuǎn)速曲線在電流上升階段，由于電動(dòng)機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動(dòng)。此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和，電流調(diào)節(jié)器ACR起主要作用。轉(zhuǎn)速一直上升。當(dāng)?shù)竭_(dá)恒流升速階段時(shí)，ASR一直處于飽和狀態(tài)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不起調(diào)節(jié)作用，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開環(huán)狀態(tài)，系統(tǒng)為恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，因此，系統(tǒng)的加速度為恒值，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速呈線性增長(zhǎng)直至給定轉(zhuǎn)速。使系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，ASR的輸入偏差為0，但其輸出由于積分作用仍然保持限幅值，這時(shí)電流也保持為最大值，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速繼續(xù)上升，出現(xiàn)轉(zhuǎn)速超調(diào)。轉(zhuǎn)速超調(diào)后， 極性發(fā)生了變化，則ASR推出飽和。其輸出電壓立即從限幅值下降，主電流也隨之下降。此后，電動(dòng)機(jī)在負(fù)載的阻力作用下減速，轉(zhuǎn)速在出現(xiàn)一些小的振蕩后很快趨于穩(wěn)定。當(dāng)突加給定負(fù)載時(shí)，由于負(fù)載加大，因此轉(zhuǎn)速有所下降，此時(shí)經(jīng)過ASR和ACR的調(diào)節(jié)作用后，轉(zhuǎn)速又恢復(fù)為先前的給定值，反映了系統(tǒng)的抗負(fù)載能力很強(qiáng)。2.電機(jī)電流曲線直流電機(jī)剛啟動(dòng)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)機(jī)械慣性較大，不能立即啟動(dòng)。此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和，達(dá)到限幅值，迫使電流急速上升。當(dāng)電流值達(dá)到限幅電流時(shí)，由于電流調(diào)節(jié)器ACR的作用使電流不再增加。當(dāng)負(fù)載突然增大時(shí)，由于轉(zhuǎn)速下降，此時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR起主要的調(diào)節(jié)作用，因此，電流調(diào)節(jié)器ACR電流有所下降，同啟動(dòng)時(shí)一樣，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR飽和，達(dá)到限幅值，使電流急速上升。但是由于電流值達(dá)到限幅電流時(shí)，電流調(diào)節(jié)器ACR的作用使電流不再增加。當(dāng)擾動(dòng)取電以后，電流調(diào)節(jié)器ACR電流又有所增加，此后，電動(dòng)機(jī)在負(fù)載的阻力作用下減速，電流也在出現(xiàn)一些小的振蕩后很快趨于穩(wěn)定。二 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)建模及仿真4交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的原理及特性4.1 異步電動(dòng)機(jī)改變電壓時(shí)的機(jī)械特性圖4-1 異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路根據(jù)電機(jī)學(xué)原理，在下述三個(gè)假定條件下：忽略空間和時(shí)間諧波；忽略磁飽和；忽略鐵損，異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路如圖4-1所示。由圖可以導(dǎo)出 （4-1）其中，在一般器情況下， 則，這相當(dāng)于將上述假定條件的第條改為“忽略鐵損和勵(lì)磁電流”。這樣，電流公式可簡(jiǎn)化成 （4-2）令電磁功率，同步機(jī)械角轉(zhuǎn)速，為極對(duì)數(shù)，則異步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩為 （4-3）式（4-3）就是異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特征方程式。它表明，當(dāng)轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)差率一定時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩與定子電壓的平方成正比。這樣，不同電壓下的機(jī)械特性便如圖6-2。表示額定定子電壓。將式4-3對(duì)s求導(dǎo)，并令，可求出最大轉(zhuǎn)矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率圖4-2 異步電動(dòng)機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性圖4-3 高轉(zhuǎn)子電阻電機(jī)在不同電壓下的機(jī)械特性風(fēng)機(jī)類負(fù)載特性 （4-4） （4-5）由圖4-2可見，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載工作時(shí)，普通籠式異步電動(dòng)機(jī)變電壓時(shí)的穩(wěn)定工作點(diǎn)為A、B、C、轉(zhuǎn)差率s的變化范圍為0sm，調(diào)速范圍有限。如果帶風(fēng)機(jī)類負(fù)載運(yùn)行，則工作點(diǎn)為D、E、F、調(diào)速范圍可以大一些。為了能在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載下擴(kuò)大調(diào)速范圍，并使電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行而不致過熱，就要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有較高的電阻值，這樣的電動(dòng)機(jī)在變電壓時(shí)的機(jī)械特性如圖4-3所示。顯然，帶恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時(shí)的變壓調(diào)速范圍增大了，即使堵轉(zhuǎn)工作也不致燒壞電動(dòng)機(jī)，這樣電動(dòng)機(jī)又稱作交流力矩電動(dòng)機(jī)。4.2 閉環(huán)控制的變壓調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性采用普通異步電動(dòng)機(jī)實(shí)行變電壓調(diào)速時(shí)，調(diào)速范圍很窄，采用高轉(zhuǎn)子電阻的力矩電動(dòng)機(jī)可以增大調(diào)速范圍，但機(jī)械特性又變軟，因此當(dāng)負(fù)載變化時(shí)靜差率很大，開環(huán)控制很難解決這個(gè)矛盾。為此，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載，要求調(diào)速范圍大于2時(shí)，往往采用帶轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖4-4a所示。 a) b)圖4-4 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)控制的交流變壓調(diào)速系統(tǒng)a）原理圖 b）靜特性圖圖4-4b所示的是閉環(huán)控制變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜特性。當(dāng)系統(tǒng)帶負(fù)載在A點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，如果負(fù)載增大引起轉(zhuǎn)速下降，反饋控制作用能提高定子電壓，從而在右邊一條機(jī)械特性上找到新的工作點(diǎn)。同理，當(dāng)負(fù)載降低時(shí)，會(huì)在左邊一條特性上得到定子電壓低一些的工作點(diǎn)。按照反饋控制規(guī)律，將、A 、 、連接起來便是閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性。盡管異步電動(dòng)機(jī)的開環(huán)機(jī)械特性和直流電動(dòng)機(jī)的開環(huán)特性差別很大，但是在不同電壓的開環(huán)機(jī)械特性上各取一個(gè)相應(yīng)的工作點(diǎn)，連接起來便得到閉環(huán)系統(tǒng)靜特性，這樣分析方法對(duì)兩種電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)系統(tǒng)靜特性卻可以很硬。如果采用PI調(diào)節(jié)器，照樣可以做到無靜差。改變給定信號(hào)，則靜特性平行的上下移動(dòng)，達(dá)到調(diào)速目的。異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)不同于直流電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的地方是：靜特性左右兩邊都有極限，不能無限延長(zhǎng)，它們是額定電壓下的機(jī)械特性和最小輸出電壓 下的機(jī)械特性。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，如果電壓調(diào)節(jié)到極限值，閉環(huán)系統(tǒng)便失去控制能力，系統(tǒng)的工作點(diǎn)只能沿著極限開環(huán)特性變化。根據(jù)4-4a可以畫出靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖4-5所示。圖中，為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的放大系數(shù)：，為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；ASR采用PI調(diào)節(jié)器；是式4-3所表達(dá)的異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性方程式，它是一個(gè)非線性函數(shù)。ASR圖4-5 異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖穩(wěn)態(tài)時(shí)，,根據(jù)負(fù)載需要的n和可由式4-3計(jì)算出所需的 以及相應(yīng)的。4.3 閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析和設(shè)計(jì)時(shí)，須先繪出結(jié)構(gòu)框圖。由圖4-5可以直接畫出如圖4-6所示的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖。其中多數(shù)環(huán)節(jié)的傳遞甘薯可以很容易地寫出來，只有異步電動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)須費(fèi)一番周折。圖4-6 異步電動(dòng)機(jī)閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖MA異步電動(dòng)機(jī) F|BS測(cè)速反饋環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR常用PI調(diào)節(jié)器，用以消除靜差并改善動(dòng)態(tài)特性，其傳遞函數(shù)為晶閘管交流調(diào)壓器和觸發(fā)裝置的輸入-輸出關(guān)系原則上是非線性的，在一定范圍內(nèi)可假定為線性函數(shù)，在動(dòng)態(tài)中可以近似成一階慣性環(huán)節(jié)，正如直流調(diào)速系統(tǒng)中的晶閘管觸發(fā)和整流裝置那樣，傳遞函數(shù)可寫成其近似條件是：，對(duì)于三相全波Y聯(lián)結(jié)調(diào)壓電路，可取=3.3ms，對(duì)其他形式的調(diào)壓電路則須另行考慮?？紤]到反饋濾波作用，測(cè)速反饋環(huán)節(jié)FBS的傳遞函數(shù)可寫成異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)過程是由一組非線性微分方程描述的，要用一個(gè)傳遞函數(shù)來準(zhǔn)確地表示它的輸入-輸出關(guān)系是不可能的。在這里，可以先在一定的假定條件下，用穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近的微偏線性化方法求出一個(gè)近似的傳遞函數(shù)。由式已知電磁轉(zhuǎn)矩為當(dāng)s很小時(shí)，可以認(rèn)為 且后者相當(dāng)于忽略異步電動(dòng)機(jī)的漏感電磁慣性。在此條件下 （4-6）這就是在前述條件下異步電動(dòng)機(jī)近似的線性機(jī)械特性。 設(shè)A為近似線性機(jī)械特性上的一個(gè)穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)，則在A點(diǎn)上 （4-7）在A點(diǎn)附近有微小偏差時(shí)，代入式6-6得 將上式展開，并忽略兩個(gè)和兩個(gè)以上微偏量的乘積，則 （4-8）從式7-8中減去式8-7，得 （4-9）已知轉(zhuǎn)差率，其中是同步角轉(zhuǎn)速，w是轉(zhuǎn)子角轉(zhuǎn)速，則 （4-10）將式4-10代入4-9，得 （4-11）式4-11就是在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近微偏量間的關(guān)系。 電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為按上面相同的方法處理，可得到穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)A附近的微偏量運(yùn)動(dòng)方程式為圖4-7 忽略電磁慣性時(shí)異步電動(dòng)機(jī)微偏線性化的近似動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖將式4-11和式4-12的微偏量關(guān)系畫在一起，即得異步電動(dòng)機(jī)在忽略電磁慣性時(shí)的微偏性化動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖4-7所示。 如果只考慮到之間的傳遞函數(shù)，可先取，圖4-7中小閉環(huán)傳遞函數(shù)可變換成 于是，異步電動(dòng)機(jī)的近似線性化傳遞函數(shù)為式中 -異步電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)系數(shù)，-異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)，由于忽略了電磁慣性，只剩下同軸旋轉(zhuǎn)體的機(jī)電慣性，異步電動(dòng)機(jī)便近似成一個(gè)線性的一階慣性環(huán)節(jié)。 最后，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)下，具體適用圖4-6所示的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖時(shí)要注意下述兩點(diǎn)：由于它是微偏線性化模型，只能用于機(jī)械特性線性段上工作點(diǎn)附近的穩(wěn)定性判別和動(dòng)態(tài)校正，不適用于起制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速大范圍變化的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。由于它完全忽略了電磁慣性，分析和計(jì)算有很大的近似性。5交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真5.1 交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模 （1）三相電源的建模圖5-1三相交流電源的模型三相電源要可以由三個(gè)獨(dú)的單相交流電壓源組成，如圖5-1所示，一個(gè)單相交流電壓源主要有三個(gè)參數(shù)，1、峰值電壓Peak amplitude；2、相位Phase；3、頻率Frequency。在此需要的是線電壓380V，50Hz的交流電，順因而每個(gè)交流電壓源的幅應(yīng)設(shè)為311V，頻率設(shè)為50Hz，Va、Vb、Vc的相位分別設(shè)為0、-120和12（2）晶閘管三相交流調(diào)壓器的建模晶閘管三相交流調(diào)壓器通常是采用三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管元件組成，單個(gè)晶閘管元件采用“相位控制”方式，利用電網(wǎng)自然換流。每對(duì)反并聯(lián)晶閘管的仿真模型如圖5-2所示。a）一對(duì)反并聯(lián)晶閘管的仿真模型 b）一對(duì)反并聯(lián)晶閘管的仿真模型符號(hào)圖5-2 一對(duì)反并聯(lián)晶閘管的仿真模型及其模塊符號(hào)（3）移相觸發(fā)器的建模 交流調(diào)壓晶閘管控制角的移相范圍是180，=0的位置定在電源電壓過零的時(shí)刻。在阻感負(fù)載時(shí)按控制角與負(fù)載阻抗角的關(guān)系，電路有兩種工作狀態(tài)。1、時(shí)調(diào)壓器輸出電壓和電流的正負(fù)半周是不連續(xù)的，在這范圍內(nèi)調(diào)節(jié)控制角，負(fù)載的電壓和電流將隨之變化。2、時(shí)調(diào)壓器輸出處于失控狀態(tài)，即雖然控制角變化，但負(fù)載電壓不變，且是與電源電壓相同的完整正弦波。這是因?yàn)樽韪胸?fù)載電流滯后于電壓，因此如果控制角較小，在一個(gè)晶閘管電流尚未下降到零前，另一個(gè)晶閘管可能已經(jīng)觸發(fā)（但不能導(dǎo)通），一旦電流下降到零，如果另一個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖還存在，則該晶閘管立即導(dǎo)通，使負(fù)上電壓成為連續(xù)的正弦波，出現(xiàn)失控現(xiàn)象。正因?yàn)槿绱耍涣髡{(diào)壓器的晶閘管必須采用后沿固定在180的寬脈沖觸發(fā)方式，以保證晶閘管能正常觸發(fā)。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)的交流調(diào)壓器觸發(fā)電路如圖5-3所示。其中In1為同步電壓輸入端，In2為移相控制電壓輸入端，Out2和Out3為兩個(gè)差180的觸發(fā)脈沖輸出端。圖5-3 交流調(diào)壓器觸發(fā)模型及其符號(hào)（4）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（PI）的建模轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器，其傳函為：式中，為比例系數(shù)；為積分系數(shù)；。由上述PI調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)可以直接調(diào)用SIMULINK中的傳遞函數(shù)或零極點(diǎn)模塊。而考慮飽和輸出限幅的PI調(diào)節(jié)器模型如圖5-4所