文档介绍：吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计

仅供学****参考
第1章
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主电路设计
调压电路的设计
改变加在定子上的电压是通过交流调压器实现的。目前广泛采用的交流调压器由晶闸管等器件组成。它是将三个双向晶闸管分别接到三相交流电源与三相定子绕组之间通过调整晶闸管导通角的大小来调节加到定子绕组两端的端电压。这里采用三相全波星型联接的调压电路。
Ua
Ub
Uc
T2
T3
T5
T4
T6
R
R
R
N
图3-1 调压电路原理图
开环调压调速设计
开环系统的主电路由触发电路、调压电路、电机组成。原理图如下：
图3-2 开环调压系统原理图
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AT为触发装置，用于调节控制角的大小来控制晶闸管的导通角，控制晶闸管输出电压来调节加在定子绕组上的电压大小。
闭环调压调速设计
速度负反应闭环调压调速系统的工作原理：将速度给定值与速度反应值进行比拟，比拟后经速度调节器得到控制电压，再将此控制电压输入到触发装置，由触发装置输出来控制晶闸管的导通角，以控制晶闸管输出电压的上下，从而调节了加在定子绕组上的电压的大小。因此，改变了速度给定值就改变了电动机的转速。由于采用了速度负反应从而实现了平稳、平滑的无级调速。同时当负载发生变化时，通过速度负反应，能自动调整加在电动机定子绕组上的电压大小。由速度调节器输出的控制电压使晶闸管触发脉冲前移，使调压器的输出电压提高，导致电动机的输出转矩增大，从而使速度上升，接近给定值。
图3-3 系统调速结构图
图3-4 闭环调速系统原理图
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第4章控制回路设计

电流环的控制对象又电枢回路组成的大惯性环节与晶闸管整流装置，触发器，电流互感器以及反应滤波等一些小惯性环节组成。电流环可以校正成典型Ⅰ型系统，也可以校正成典型Ⅱ型系统，校正成哪种系统，取决于具体系统要求。
由于电流环的重要作用是保持电枢电流在动态过程中不超过允许值，因而，在突加给定时不希望有超调，或者超调越小越好。从这个观点来说，应该把电流环校正成典型Ⅰ型系统。但是，典型1型系统在电磁惯性时间常数较大时，抗绕性能较差。恢复时间长。考虑到电流环还对电网电压波动又及时的调节功能，因此，为了提高其抗扰性能，又希望把电流环校正成典型Ⅱ型系统。

电流环的结构如图4-1所示。把电流环单独拿出来设计时，首先遇到的问题是反电势产生的反应作用。在实际系统中，由于电磁时间常数T1远小于机电时间常数 Tm，电流调节过程往往比转速的变化过程快得多，因而也比电势E的变化快得多，反电势对电流环来说，只是一个变化缓慢的扰动，在电流调节器的快速调节过程中，可以认为E根本不变，即△E=0。这样，在设计电流环时，可以不考虑反电势变化的影响，而将电势反应作用断开，使电流环结构得以简化。另外，在将给定滤波器和反应滤波器两个环节等效的置于环内，使电流环结构变为单位反应系统。最后，考虑到反应时间常数 Ti 和晶闸管变流装置间常数 Ts 比 T1 小得多，可以当作小惯性环节处理。经过上述简化和近似处理后，电流环的结构图最终可简化为图4-2所示：
图4-1 电流环的结构图
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图4-2 电流环的结构简化图

由于电流环中的控制对象传递函数 Wi〔s〕含有两个惯性环节，因此按典型Ⅰ系统设计的话，应该选PI 调节器进行串联校正，其传递函数为
为了对消控制对象的大时间常数，取。此时，电流环的结构图就成为典型Ⅰ型系统的形式，如图4-3所示。