VM轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 v-m轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)晶閘管的特性，通過(guò)調(diào)節(jié)控制角大小來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)電樞電壓。基于設(shè)計(jì)題目，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路。在設(shè)計(jì)中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來(lái)供電。本文首先確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案和框圖。然后確定主電路的結(jié)構(gòu)形式和各元部件的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其參數(shù)的計(jì)算，包括整流變壓器、晶閘管、電抗器和保護(hù)電路的參數(shù)計(jì)算。接著驅(qū)動(dòng)電路即晶閘管觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)。本文的重點(diǎn)設(shè)計(jì)為直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器電路，本文采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為對(duì)象來(lái)設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器

2、。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者之間實(shí)行嵌套聯(lián)接。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱做外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)各元部件，并計(jì)算其參數(shù)，包括直流穩(wěn)壓電源、給定電路、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、電流檢測(cè)與反饋電路和觸發(fā)電路參數(shù)計(jì)算，最后畫出了調(diào)速控制電路電氣原理圖。關(guān)鍵詞： 雙閉環(huán)； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器 目錄摘要0目錄1第一章 設(shè)計(jì)要求41.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容41.2 設(shè)計(jì)要求41.3 設(shè)計(jì)參數(shù)4第二章 控制系統(tǒng)工作原理及其設(shè)計(jì)52.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖52.2 v-m直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介62.3 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)組成62.4.1 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖82.4.2 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型102.5 整流電路的選擇11第三章 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)123.1 電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算123.2 主回路參數(shù)計(jì)算及元器件選擇133.2.1 整流變壓器的容量計(jì)算和選擇133.2.2 整流元件晶閘管的選型143.2.3 平波電抗器設(shè)計(jì)15 3.2.4 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選型153.3 主回路保護(hù)電路設(shè)計(jì)163.3.1 過(guò)電壓保護(hù)163.3.2 過(guò)電流保護(hù)183.4 晶閘管的觸發(fā)回路設(shè)計(jì)213.5 勵(lì)磁回路設(shè)計(jì)23第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)控制

4、回路設(shè)計(jì)244.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)244.1.1 確定時(shí)間常數(shù)244.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)264.3 反饋回路設(shè)計(jì)314.3.1 電流檢測(cè)與反饋回路設(shè)計(jì)314.3.2 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)31第五章 輔助回路設(shè)計(jì)325.1 直流穩(wěn)壓電源325.2 給定電路335.3 限幅電路335.4 操作回路34設(shè)計(jì)感想35參考文獻(xiàn)36第一章 設(shè)計(jì)要求1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1、查閱有關(guān)資料，分析并確定控制方案，完成簡(jiǎn)裝操作電路。2、調(diào)速系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算，并確定主要元器件（包括有變壓器、晶閘管和必要的保護(hù)環(huán)節(jié)）。3、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)形式的確定，參數(shù)的設(shè)計(jì)、計(jì)算。4、直流穩(wěn)壓電源、勵(lì)磁回路、

5、接觸器操作回路等的設(shè)計(jì)。5、 繪制v-m雙閉環(huán)直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理總圖。1.2 設(shè)計(jì)要求1、調(diào)速范圍d=20，靜差率s5%。在整個(gè)調(diào)速范文內(nèi)要求轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí),平滑可調(diào)。2、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：電流環(huán)超調(diào)量； 空載啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n<10%。1.3 設(shè)計(jì)參數(shù)直流電機(jī)型號(hào) z2-32額定容量（kw） 2.2額定電壓（v） 220額定電流（a） 12.5最大電流（a） 18.75額定轉(zhuǎn)速（rpm） 1500額定勵(lì)磁（a） 0.61() 0.105電動(dòng)機(jī)電樞電阻ra（） 1.3電動(dòng)機(jī)電樞電感l(wèi)a（mh） 10整流側(cè)內(nèi)阻rn（） 0.92整流變壓器漏感(mh) 6 電抗器直流電阻（） 0

6、.6電抗器電感（mh) 8.0第二章 控制系統(tǒng)工作原理及其設(shè)計(jì)2.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 直流電機(jī)的供電需要三相直流電，在生活中可直接提供三相交流380v電源，因此要進(jìn)行整流，本設(shè)計(jì)采用三相橋式整流電路得到三相直流電，然后把電源提供給直流電動(dòng)機(jī)。如圖2-1設(shè)計(jì)的總框架。三相交流電源三相橋式整流電路直流電動(dòng)機(jī)整流供電雙閉環(huán)直流調(diào)速機(jī)驅(qū)動(dòng)電路保護(hù)電路圖2-1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框架 三相交流電路的交、直流側(cè)及三相橋式整流電路保護(hù)有過(guò)電壓、過(guò)電流保護(hù)。一般保護(hù)有快速熔斷器、壓敏電阻、阻容式保護(hù)。根據(jù)不同的器件和保護(hù)的不同要求采用不同的方法。根據(jù)選用的方法，分別計(jì)算保護(hù)電路的各個(gè)器件的參

7、數(shù)。驅(qū)動(dòng)電路是主電路與控制電路之間的接口，是電力電子裝置的重要環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)裝置的性能有很大的影響。采用性能良好的驅(qū)動(dòng)電路，可使電力電子器件工作在較理想的開關(guān)狀態(tài)，縮短開關(guān)時(shí)間，減小開關(guān)損耗，對(duì)裝置的運(yùn)行效率、可靠性和安全性都有重要的意義。驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù)，就是將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)按照其控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間、可以使其開通或關(guān)斷的信號(hào)。本設(shè)計(jì)使用的是晶閘管，即半控型器件。驅(qū)動(dòng)電路對(duì)半控型器件只需要提供開通控制信號(hào)。晶閘管的驅(qū)動(dòng)電路叫作觸發(fā)電路。所以對(duì)晶閘管的觸發(fā)電路也是重點(diǎn)設(shè)計(jì)。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，采用串級(jí)控制的方式。轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)為外環(huán)，其作用

8、是保證系統(tǒng)的穩(wěn)速精度。電流負(fù)反饋環(huán)為內(nèi)環(huán)，其作用是實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距控制，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)限流以及改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定下的跟隨性能、動(dòng)態(tài)限流性能和抗擾動(dòng)性能等，都比單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。 2.2 v-m直流調(diào)速系統(tǒng)簡(jiǎn)介 交流電經(jīng)晶閘管整流裝置整流為直流電后給直流電動(dòng)機(jī)供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱v-m系統(tǒng)，又稱為靜止的ward-leonard系統(tǒng)）。圖2-2是v-m系統(tǒng)的簡(jiǎn)單原理圖。圖中vt是晶閘管可控整流器，通過(guò)調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置gt的控制電壓uc來(lái)移動(dòng)觸發(fā)脈沖的相位，以改變整流電壓ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。v-m系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、動(dòng)態(tài)性能好

9、、效率高、易控制等優(yōu)點(diǎn)。 晶閘管整流器也有他的缺點(diǎn)：（1）由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，他不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運(yùn)行造成困難；（2）晶閘管對(duì)過(guò)電流、過(guò)電壓和過(guò)高的du/dt與di/dt都十分敏感，因此必須有可靠的保護(hù)裝置和符合要求的散熱條件； 圖2-2 晶閘管-電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)（v-m系統(tǒng)）（3） 當(dāng)系統(tǒng)處于深調(diào)速狀態(tài)，即在較低速運(yùn)行時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角很小，使得系統(tǒng)的功率因數(shù)很低，并產(chǎn)生較大的諧波電流，引起電網(wǎng)電壓波形畸變，殃及附近的用電設(shè)備，這就是所謂的電力公害。在這種情況下，必須添置無(wú)功補(bǔ)償和諧波濾波裝置。2.3 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)組成為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用

10、，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。二者之間實(shí)行嵌套（或稱串級(jí)）聯(lián)接，如下圖2-3所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用pi調(diào)節(jié)器。其電路原理圖如下。因?yàn)閜i調(diào)節(jié)器作為校正裝置既可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度，使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)無(wú)靜差調(diào)速，又能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性；作為控制器時(shí)又能兼顧快速響應(yīng)和消除靜差兩方面的要求。兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr的輸出限幅電壓決定了電流給

11、定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器acr的輸出限幅電壓ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓udm. 2-3轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 2.4 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型2.4.1 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖為了分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性，必須先繪出它的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如下圖2-4所示。 pi調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)特征，一般存在兩種狀況：飽和輸出達(dá)到限幅值。即飽和調(diào)節(jié)器暫時(shí)隔斷了輸入和輸出間的聯(lián)系，相當(dāng)于使該調(diào)節(jié)環(huán)開環(huán)。不飽和輸出未達(dá)到限幅值。即pi的作用使輸入偏差電壓在穩(wěn)態(tài)時(shí)總為零。實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。因此，對(duì)于靜特性來(lái)說(shuō)，只有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和與不飽和兩

12、種狀況：（1） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和：穩(wěn)態(tài)時(shí)，他們的輸入偏差電壓都是零，因此，而得到下圖2-5靜特性的ca段。 （2）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和： asr輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對(duì)系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響。雙閉環(huán)系統(tǒng)變成一個(gè)電流無(wú)靜差的單電流閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)： 圖2-4 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖a轉(zhuǎn)速反饋系數(shù); b 電流反饋系數(shù) ks a 1/ceu*nucidenud0un+-asr+u*i- r b acr-uiupe 從而得到下圖2-5靜特性的ab段。這樣的靜特性顯然比帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)靜特性好。然而，實(shí)際上運(yùn)算放大器的開環(huán)放大系數(shù)并不是無(wú)窮大，特別是為了避免零點(diǎn)漂移

13、而采用“準(zhǔn)pi調(diào)節(jié)器”時(shí)，靜特性的兩段實(shí)際上都略有很小的靜差，見圖2-5的虛線。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當(dāng)轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，各變量之間有下列關(guān)系： 在穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)上，轉(zhuǎn)速n是由給定電壓un*決定的，asr的輸出量ui*是由負(fù)載電流決定的，而控制電壓uc的大小則同時(shí)取決于n和。這些關(guān)系反映了pi調(diào)節(jié)器不同于p調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)，其輸出量在動(dòng)態(tài)過(guò)程中決定于輸入量的積分，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無(wú)關(guān)，而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。后面需要pi調(diào)節(jié)器提供多么大的輸出值，它就能提供多少，直到飽和為止。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算和無(wú)靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算相似，根據(jù)各調(diào)節(jié)器的給定

14、與反饋值計(jì)算有關(guān)的反饋系數(shù)： 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) ，電流反饋系數(shù)本設(shè)計(jì)中電流調(diào)節(jié)器輸出正限幅值為10v，負(fù)限幅值為0v；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出正限幅值為10v，負(fù)限幅值為0v。 2-5 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2.4.2 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型如下圖2-6表示雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)框圖，圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。在分析雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能時(shí)，著重分析電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程及抗擾動(dòng)性能。在起動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器asr經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，抗擾動(dòng)性能包括抗負(fù)載擾動(dòng)和抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)的性能。在起動(dòng)過(guò)程有三個(gè)特點(diǎn)：隨著asr的飽和與不飽和，整個(gè)系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)。當(dāng)asr飽和時(shí)，轉(zhuǎn)

15、速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)；當(dāng)asr不飽和時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)則表現(xiàn)為電流隨動(dòng)系統(tǒng)。這就是飽和非線性控制的特征。準(zhǔn)時(shí)間最優(yōu)控制即恒流升速階段，電流保持恒定，一般選擇為允許的最大值，以便充分發(fā)揮電機(jī)的過(guò)載能力，使起動(dòng)過(guò)程盡可能的最快。轉(zhuǎn)速超調(diào)： 由于采用了飽和非線性控制，起動(dòng)過(guò)程結(jié)束進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段后，必須使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退出飽和狀態(tài)。按照pi調(diào)節(jié)器的特性，只有使轉(zhuǎn)速超調(diào)，asr的輸入偏差電壓為負(fù)值，才能使asr退出飽和。即采用pi調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)必然有超調(diào)。圖2-6 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖2.5 整流電路的選擇因三相橋式

16、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(wú)噪聲、無(wú)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。并且要求直流電壓脈動(dòng)較小，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整流器供電方案。三相橋式全控整流電路的原理如圖2-7所示，習(xí)慣將其中陰極連接在一起到3個(gè)晶閘管（vt1、vt3、vt5）稱為共陰極；陽(yáng)極連接在一起的3個(gè)晶閘管（vt4、vt6、vt2）稱為共陽(yáng)極，另外通常習(xí)慣晶閘管從1至6的順序?qū)?，為此將晶閘管按圖示的順序編號(hào)，即共陰極組中與a，b，c三相電源相接的3

17、個(gè)晶體管分別是vt1、vt3、vt5,共陽(yáng)極組中與a，b，c三相電源相接的3個(gè)晶閘管分別是vt4、vt6、vt2。其工作特點(diǎn)如下： （1）每個(gè)時(shí)刻均需兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，形成向負(fù)載供電的回路，其中一個(gè)晶閘管是共陰極組的，一個(gè)是共陽(yáng)極組的，且不能為同一相的晶閘管。 （2）對(duì)觸發(fā)脈沖的要求：六個(gè)晶閘管的脈沖按vt1vt2vt3vt4vt5vt6的順序，相位依次相差；共陰極組vt1、vt3、vt5的脈沖依次差，共陽(yáng)極組vt4、vt6、vt2也依次差；同一相的上下兩個(gè)橋臂即vt1與vt4，vt3與vt6，vt5與vt2脈沖相差。 （3）整流輸出電壓一周期脈動(dòng)6次，每次脈動(dòng)的波形都一樣，故該電路為六脈波

18、整流電路。 （4）在整流電路合閘啟動(dòng)過(guò)程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保電路的正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有觸發(fā)脈沖。為此，可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于（一般?。Q為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給前一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖，即用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差，脈寬一般為，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖電路較復(fù)雜，但要求的觸發(fā)電路輸出功率小。寬脈沖觸發(fā)電路雖可少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓器飽和，需將鐵芯體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致漏感增大，脈沖前沿不夠陡，對(duì)于晶閘管串聯(lián)使用不利。雖可用去磁繞組改善這種情況，但又觸發(fā)電路復(fù)雜化。因此，常用的是雙脈沖觸發(fā)。圖2

19、-7 三相橋式全控整流電路原理圖第三章 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)主回路設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)相關(guān)參數(shù)計(jì)算 由電機(jī)型號(hào)z2-32及相關(guān)參數(shù)得：電樞回路總電阻電樞回路總電感 電動(dòng)機(jī)電磁系數(shù) 電機(jī)開環(huán)速降3.2 主回路參數(shù)計(jì)算及元器件選擇3.2.1 整流變壓器的容量計(jì)算和選擇 一般情況下，晶閘管變流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓是不一致的，所以需要變流變壓器，通過(guò)變壓器進(jìn)行電壓變換，并使裝置于電網(wǎng)隔離，減少電網(wǎng)于晶閘管變流裝置的互相干擾。變壓器為y-聯(lián)接，一次側(cè)繞組采用聯(lián)接，二次側(cè)繞組采用y聯(lián)接，如圖3-1所示。1、二次相電壓為了保證負(fù)載能正常工作，當(dāng)主電路的接線形式和負(fù)載要求的額定電壓確定之后，晶

20、閘管交流側(cè)的電壓只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計(jì)算整流變壓器二次側(cè)相電壓。精確表達(dá)式為：=v三相全控整流橋計(jì)算系數(shù)：=2.34，=0.5，其他參數(shù)：,。 圖3-1 變壓器繞組連接圖2、二次相電流 對(duì)于二次繞組按星連接，則式中： 二次相電流計(jì)算系數(shù)，=0.816； 整流器額定直流電流（a）。當(dāng)整流器用作電樞供電時(shí)，一般取=。得=3、變壓器容量的計(jì)算一次容量：二次容量：平均總?cè)萘浚菏街校?-變壓器一次二次繞組相數(shù)。對(duì)于三相全控橋； -一次相電流計(jì)算系數(shù)，=0.816； - 整流器空載電壓，=2.34； -二次相電流計(jì)算系數(shù)，=0.816； -整流電壓計(jì)算系數(shù)，=2.34 。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留取一

21、定的裕量,可以取容量為4kva整流變壓器。3.2.2 整流元件晶閘管的選型正確選擇晶閘管能夠使晶閘管裝置在保證可靠運(yùn)行的前提下降低成本。選擇晶閘管元件主要是選擇它的額定電壓和額定電流。1、額定電壓 晶閘管額定電壓為電路中實(shí)際承受的最大電壓，考慮到電網(wǎng)電壓的波動(dòng)和操作過(guò)電壓等因素，還要放寬23倍的安全系數(shù)，則計(jì)算公式： 本設(shè)計(jì)采用的是三相橋式整流電路，在阻感負(fù)載中晶閘管承受的最大電壓， 。 故計(jì)算的晶閘管額定電壓：取800v。2、晶閘管的額定電流額定電流有效值大于流過(guò)元件實(shí)際電流的最大有效值。一般取按此原則所得計(jì)算結(jié)果的1.52倍。式中： 可以取額定電流13a。本設(shè)計(jì)選用晶閘管的型號(hào)為kp20。

22、3.2.3 平波電抗器設(shè)計(jì) 直流側(cè)串接一個(gè)只有空氣隙的鐵心平波電抗器，以限制電流的波動(dòng)分量，維持電流連續(xù),提高整流裝置對(duì)負(fù)載供電的性能及運(yùn)行的安全可靠性。直流側(cè)電抗器的主要作用為了限制直流電流脈動(dòng)；輕載或空載時(shí)維持電流連續(xù)；在有環(huán)流可逆系統(tǒng)中限制環(huán)流；限制直流側(cè)短路電流上升率。由題目設(shè)計(jì)參數(shù)電抗器電感選擇160-a自冷式平波電抗器。3.2.4 直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的選型 圖3-2 測(cè)速發(fā)電機(jī)原理圖因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500，所以選擇測(cè)速發(fā)電機(jī)的型號(hào)zys-3a，其電壓110v，電流0.2a，功率22w，轉(zhuǎn)速2000r/min。 3.3主回路保護(hù)電路設(shè)計(jì)電力半導(dǎo)體元件雖有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，但承受過(guò)電

23、流和過(guò)電壓的性能都比一般電氣設(shè)備脆弱的多，短時(shí)間的過(guò)電流和過(guò)電壓都會(huì)使元件損壞，從而導(dǎo)致變流裝置的故障。因此除了在選擇元件的容量外，還必須有完善的保護(hù)裝置。3.3.1 過(guò)電壓保護(hù)1、直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)整流器直流側(cè)在快速開關(guān)斷開或橋臂快速熔斷等情況，也會(huì)在a、b之間產(chǎn)生過(guò)電壓，可以用非線性元?dú)饧种七^(guò)電壓，本設(shè)計(jì)壓敏電阻設(shè)計(jì)來(lái)解決過(guò)電壓時(shí)(擊穿后)，正常工作時(shí)漏電流小、損耗低，而泄放沖擊電流能力強(qiáng)，抑制過(guò)電壓能力強(qiáng)，除此之外，它對(duì)沖擊電壓反應(yīng)快，體積又比較小，故應(yīng)用廣泛。其電路圖如圖3-3所示 。 圖3-3直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)電路壓敏電阻的額定電壓的選取可按下式計(jì)算： 式中：為晶閘管控制角為時(shí)直流輸出

24、電壓。對(duì)于本設(shè)計(jì)， 因此，壓敏電阻額定電壓取500v 型壓敏電阻。2、 交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)采用rc過(guò)電壓抑制電路如圖3-4所示，在變壓器次級(jí)并聯(lián)rc電路，以吸收變壓器鐵心磁場(chǎng)釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場(chǎng)能而存儲(chǔ)起來(lái)，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中消耗一部分能量并抑制lc回路可能產(chǎn)生的震蕩。本設(shè)計(jì)采用三相全 控橋整流電路，變壓器的繞組為y聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù)裝置采用三角形接法，故可按下式計(jì)算阻容保護(hù)元件的參數(shù)： 圖3-4交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)電路 電容c的耐壓 ： 電阻r的功率： 式中 st變壓器每相平均計(jì)算容量（va）u2變壓器次級(jí)相電壓有效值（v）勵(lì)磁電流百分比，當(dāng)st幾百伏安時(shí)=10，當(dāng) st1

25、000伏安時(shí)=35uk%變壓器的短路電壓百分比ic,uc當(dāng)r正常工作時(shí)電流電壓的有效值（a，v） 對(duì)于本設(shè)計(jì)，uk%=5， =5，st=（1）電容器的計(jì)算，取1uf。，取450v。選擇c=1uf，耐壓450v的金屬化紙介電容。(2) 電阻值的計(jì)算=，取r=100。rc支路電流近似為電阻r的功率為3、 晶閘管換相過(guò)電壓保護(hù) 晶閘管換相過(guò)電壓保護(hù)電路如圖3-5所示 圖3-5 換相過(guò)電壓保護(hù)電路 如上圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián)rc電路，起到晶閘管換相過(guò)電壓的保護(hù)。串聯(lián)電阻r的作用一是抑制回路的震蕩，二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率di/dt。r、c值可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，對(duì)于本設(shè)計(jì)晶閘管額定

26、電流為13a，故c可取0.15uf，r可取80。3.3.2過(guò)電流保護(hù)1、三相交流電路的一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)在本設(shè)計(jì)中，選用快速熔斷器與電流互感器配合進(jìn)行三相交流電路的一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)原理圖3-6如下：（1） 熔斷器額定電壓選擇：其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的正常工作電壓有效值，即 ，熔斷器額定電壓可選擇550v。 圖3-6 一次側(cè)過(guò)電流保護(hù)電路（2）熔斷器額定電流選擇：其額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流。本課題設(shè)計(jì)中變壓器的一次側(cè)的電流 熔斷器額定電流 因此，如圖3-6在三相交流電路變壓器的一次側(cè)的每一相上串上一個(gè)熔斷器，按本課題的設(shè)計(jì)要求熔斷器的額定電壓可選550v，額定電流選5a。2、三

27、相交流電路的二次側(cè)過(guò)電流保護(hù) 在本設(shè)計(jì)中，選用快速熔斷器進(jìn)行三相交流電路的二次側(cè)過(guò)電流保護(hù)，保護(hù)原理圖3-7如下： 圖3-7 二次側(cè)過(guò)電流保護(hù)電路 同一次側(cè)熔斷器額定電壓、額定電流的選擇原則：，熔斷器額定電壓可選擇220v。本課題設(shè)計(jì)中變壓器二次側(cè)的電流=10.32a，熔斷器額定電流因此，如圖3-5在三相交流電路變壓器的二次側(cè)的每一相上串上一個(gè)熔斷器，按本課題的設(shè)計(jì)要求熔斷器的額定電壓可選220v，額定電流選16a。3、直流側(cè)過(guò)電流保護(hù) 圖3-8 直流側(cè)過(guò)電流保護(hù)電路 在直流側(cè)采用熔斷器進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。 熔斷器其額定電壓 熔斷器額定電流熔斷器的額定電壓可選360v，額定電流選20a。4、晶閘管

28、過(guò)電流保護(hù)設(shè)計(jì) 晶閘管不僅有過(guò)電壓保護(hù)，還需要過(guò)電流保護(hù)。由于半導(dǎo)體器件體積小、熱容量小，特別像晶閘管這類高電壓、大電流的功率器件，結(jié)溫必須受到嚴(yán)格的控制，否則將遭致徹底損壞。當(dāng)晶閘管中流過(guò)大于額定值的電流時(shí)，熱量來(lái)不及散發(fā)，使得結(jié)溫迅速升高，最終將導(dǎo)致結(jié)層被燒壞。晶閘管過(guò)電流保護(hù)方法中最常用的是快速熔斷器。根據(jù)快速熔斷器的要求：熔斷器的額定電壓 熔斷器熔體的額定電流應(yīng)大于等于晶閘管的額定電流，即。 因此，按本課題的設(shè)計(jì)要求，用于晶閘管過(guò)電流保護(hù)的快速熔斷器可選為額定電壓300v，額定電流13a。 圖3-9 晶閘管過(guò)電流保護(hù)電路3.4晶閘管的觸發(fā)回路設(shè)計(jì) 晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門

29、極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在必要的時(shí)刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路包括觸發(fā)時(shí)刻進(jìn)行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： （1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60°或采用相隔60°的雙窄脈沖。 （2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對(duì)戶外寒冷場(chǎng)合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流35倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá)12aus。 （3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過(guò)晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。 （4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的

30、電氣隔離。 在本設(shè)計(jì)中最主要的是第1、2條。理想的觸發(fā)脈沖電流波形如圖3-9。 圖3-9 理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形 -脈沖前沿上升時(shí)間（） -強(qiáng)脈沖寬度 -強(qiáng)脈沖幅值（） -脈沖寬度 -脈沖平頂幅值（）本設(shè)計(jì)課題是三相全控橋整流電路中有六個(gè)晶閘管，觸發(fā)順序依次為：vt1vt2vt3vt4vt5vt6，晶閘管必須嚴(yán)格按編號(hào)輪流導(dǎo)通，6個(gè)觸發(fā)脈沖相位依次相差，可以選用3個(gè)kj004集成塊和一個(gè)kj041集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大，就可以構(gòu)成三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路如圖3-10。 圖3-10 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路3.5勵(lì)磁回路設(shè)計(jì)勵(lì)磁電路由不可控整

31、流橋供電，為了防止失磁而引起飛車事故，在勵(lì)磁回路中串入欠電流繼電器，只有勵(lì)磁電流大于某數(shù)值時(shí)，ki才動(dòng)作，常開觸點(diǎn)閉合。當(dāng)勵(lì)磁電流小于一定數(shù)值時(shí)，欠電流繼電器ki釋放，系統(tǒng)的控制電路斷開。勵(lì)磁電路如圖3-11。 由設(shè)計(jì)要求，電機(jī)為他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，額定勵(lì)磁電流為0.61a。負(fù)載電壓。假定勵(lì)磁繞組的電感很小，則需要電位器提供的電阻為。事實(shí)上，勵(lì)磁繞組不可能為零，所以在勵(lì)磁繞組的分壓作用下，上面所求得的電阻值完全能滿足要求。故取最大電阻為400的電位器。 圖3-11 直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電路第四章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)控制回路設(shè)計(jì)41 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)1. 確定時(shí)間常數(shù)（1）整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)ts。三相橋式電

32、路的平均失控時(shí)間 ts=0.0017s。（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)toi。三相橋式電路的每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（12）toi=3.3ms，因此取toi=2ms=0.002s。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取。（4）電磁時(shí)間常數(shù)的確定。由前述已求出電樞回路總電感l(wèi)=30mh。則電磁時(shí)間常數(shù) （5）機(jī)電時(shí)間常數(shù) 圖4-1 電流環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖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(wú)靜差，可按典型i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型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 式中 -電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； -電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)

33、。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：。參照典型i型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。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)：。為滿足要求，應(yīng)取，因此電流環(huán)開環(huán)增益為于是電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)4、校驗(yàn)近似條件1）電流環(huán)截至頻率= =135.14，晶閘管裝置傳遞函數(shù)近似條件為對(duì)于本設(shè)計(jì)=196.1>，滿足近似條件。2） 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的近似條件為現(xiàn)有，不滿足近似條件。3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 。現(xiàn)有=180.8>，滿足近似條件。5. 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖6.1，按所用運(yùn)算放大器取r0=40k，各電阻和電容

34、值為，取15k。,取0.6uf。，取。按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為，滿足設(shè)計(jì)要求。4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)電流環(huán)經(jīng)簡(jiǎn)化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣用電流環(huán)等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán)后整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖4-3所示。1、 確定時(shí)間常數(shù)電流環(huán)的等級(jí)時(shí)間常數(shù)為=2=0.0074s，(在電流環(huán)中已取因）。 取轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) ，那么轉(zhuǎn)速環(huán)的時(shí)間常數(shù)為=0.0074s+0.01s=0.0174s。 圖4-2 含濾波環(huán)節(jié)的pi型電流調(diào)節(jié)器原理圖 圖4-3 轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖2、選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

35、器當(dāng)中。這樣轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)傳遞函數(shù)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型ii型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。因此轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器也應(yīng)該采用pi調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可表示為： 3.、計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù) 跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則asr的超前時(shí)間常數(shù)為 轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益可得asr的比例系數(shù)為：式中轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)4、檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速截止頻率為（1） 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為，滿足簡(jiǎn)化條件。（2） 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 根據(jù)圖4-4所示，取，則，取250。，取0.4uf。，取。6.校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量 當(dāng)h=5時(shí)，由典型型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性

36、能指標(biāo)可知，不能滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，突加階躍給定時(shí)，asr飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按asr退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。 設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知，。當(dāng)時(shí)， 圖4-4 含濾波環(huán)節(jié)的pi型轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器而調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速超調(diào)量: 式中：1)由前面計(jì)算得調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 。 2) 為基準(zhǔn)值，對(duì)應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速。計(jì)算得，不能滿足設(shè)計(jì)要求。7、 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制從計(jì)算得的退飽和超調(diào)量，可知不滿足動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，因此需加轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。加入這個(gè)環(huán)節(jié)可以抑制甚至消滅轉(zhuǎn)速超調(diào)，同時(shí)可以大大降低動(dòng)態(tài)速降。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，加入轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器原理圖如圖4-5所示。和普通的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)

37、器相比，在轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)上并聯(lián)了微分電容cdn和濾波電阻rdn，即在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再疊加一個(gè)帶濾波的轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋信號(hào)。 圖4-5 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器含有轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下圖4-6所示： 圖4-6 含有轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)中待定的參數(shù)是和，其中轉(zhuǎn)速微分時(shí)間常數(shù)，而且轉(zhuǎn)速微分濾波時(shí)間常數(shù)已經(jīng)選定為=0.01s，只要確定，就可以計(jì)算出和。 工程設(shè)計(jì)方法近似計(jì)算公式。 設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知：，。設(shè)計(jì)要求動(dòng)態(tài)最大超調(diào)，取轉(zhuǎn)速超調(diào)量為，則： 則：微分電容 ，取； 濾波電阻 ，取。4.3 反饋回

38、路設(shè)計(jì)4.3.1電流檢測(cè)與反饋回路設(shè)計(jì) 此電路主要作用是獲得與主電路電流成正比的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)由電流互感器組成的濾波整流器，用在系統(tǒng)控制中。在主電路輸出端即可獲取與主電路電流成正比的電流信號(hào)，起到電氣隔離的作用。其電路原理圖如圖4-6所示 圖4-6 電流檢測(cè)與反饋回路 4.3.2 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)設(shè)計(jì) 將直流測(cè)速發(fā)電機(jī)與待測(cè)電動(dòng)機(jī)同軸相連，則發(fā)電機(jī)輸出的是與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例的直流電壓，其極性反映轉(zhuǎn)向，用取樣電阻rp即可取得轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)un。轉(zhuǎn)速反饋電路原理圖如圖所示 轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)的反饋系數(shù)，其中為測(cè)速發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)，為其輸出電位器的分壓系數(shù)。由前所述，所選直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的型號(hào)為zys-3a，由

39、其相關(guān)參數(shù)可得轉(zhuǎn)速反饋電壓，由于本設(shè)計(jì)限定給定范圍為,故取0.2不滿足要求。取0.15，,因此取0.15。 電位器的電阻：,本式取測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出最高電壓時(shí)電流值為額定電流的20%計(jì)算。此時(shí)消耗的功率:為了使電位器溫度不致很高，實(shí)選瓦數(shù)應(yīng)為所消耗功率的一倍以上。故選取電位器額定值為10w，2.8。 圖4-7 轉(zhuǎn)速反饋電路原理圖第五章 輔助回路設(shè)計(jì)5.1 直流穩(wěn)壓電源在電力電子電路中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。小功率穩(wěn)壓電源的組成包括電源變壓器，整流，濾波和穩(wěn)壓電路四部分組成。 本設(shè)計(jì)電源變壓器采用單相變壓器，整流電路采用單相橋式電路，濾波電路采用電容濾波電路，穩(wěn)壓電路采用可調(diào)式三端集成穩(wěn)

40、壓器電路。電路圖如圖5-1所示。 變壓器變壓后45v電壓經(jīng)單相橋式整流后向給定電路提供電源。將變壓器線圈分為兩部分，中間接地，則正負(fù)電壓同時(shí)輸出。元器件型號(hào)及參數(shù)計(jì)算：選取變壓器二次側(cè)輸入電流為40ma。(1) 變壓器的選擇 變壓器的變比k=（2）二極管的選擇 流經(jīng)二極管的平均電流。 圖5-1 直流穩(wěn)壓電源連接圖 二極管承受的最大反向電壓。 則可以選取50ma，100v的整流二極管。（3）的電容的選擇 電容的作用是將整流后輸出電流的兩峰值拉平，使輸出電流幅值基本恒定，所以電容值較大，在此選擇1000uf。電容是為了防止穩(wěn)壓器輸入端接線過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生的電感效應(yīng)，感應(yīng)電流一般較小，因此我們?nèi)‰娙葜禐?.5uf。電容是為了防止輸出電壓有較大的波動(dòng)，在此處取為1uf。(4)穩(wěn)壓器的選擇 穩(wěn)壓器w78系列輸出的固定正電壓有5v、6v、9v、12v