调速系统 课程设计
教学指导方案
双闭环直流电机调速系统设计
设计题目：
电气信息学院
2016年8月
第部分 设计指导方案
设计题目
题目：双闭环直流电机调速系统设计
二课题求
1设计目求：
设计目：
调速系统课程设计目培养学生实践技学生进步熟悉掌握单双闭环直流调速系统工作原理整套系统调试方法解工程设计基方法步骤学生实践中产生学兴趣全面提高学生创新力综合素质
设计求：
1） 该调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作
2） 系统静特性良静差（静差率）
3） 动态性指标：转速超调量电流超调量动态转速降4）调速系统渡程时间（调节时间）
4） 系统5负载变化运行范围电流连续
5） 调速系统中设置电压电流保护制动措施
6） 电路采三项全控桥
2课程设计容：
1） 根题目技术求分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成画出系统组成原理框图
2） 调速系统电路元部件确定参数计算
3） 驱动控制电路选型设计
4） 动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构形式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5） 绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
三课程设计成果求评分标准
1成果求：构建双闭环直流电机调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作课程设计报告书
出勤情况表现：35
调速系统构建效果：35
答辩水：30
四课时安排
星期
时数
形式
教学点
午
分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成基原理
讲授
S501
午
通查阅资料画出系统组成原理框图电路
学
图书馆
二
午
调速系统电路元部件确定控制回路选择参数计算
实践
S501
午
绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
实践
S501
三
午
调速系统搭建系统静特性调试良
实践
S501
午
四
午
调速动态性调试检测
实践
S501
午
五
午
撰写设计报告
撰写
教室图书馆
午
答辩
问答
S501
第二部分 设计指导书
课程设计务
（）系统环节选型
1回路方案确定
2控制回路选择：定器调节放器触发器稳压电源电流截止环节调节器锁零电路电流电压检测环节步变压器接线方式（须环节画出线路图说明原理）
（二）电气设备计算选择
1整流变压器计算：变压器原副方电压电流容量联接组选择
2晶闸整流元件：电压定额电流定额计算定额选择
3系统保护环节设计：快速熔断器计算选择阻容保护计算选择计算
4波电抗器选择计算
（三）系统参数计算
1电流调节器ACR中计算
2转速调节器ASR中计算
3动态性指标计算
（四）画出双闭环调速系统电气原理图
A1A2图纸画出动态框图波德图（设计说明书中）
二基求
1学生进步熟悉掌握单双闭环直流调速系统工作原理解工程设计基方法步骤
2熟练掌握电路结构选择方法电路元器件选型计算方法
3熟练掌握电压电流保护方式配置整定计算
4掌握触发电路选型设计方法
5掌握步电压相位选择方法
6掌握速度调节器电流调节器典型设计方法
7掌握电气系统线路图绘制方法
8掌握撰写课程设计报告方法
三 课程设计原始数
四设计课题供选：
A组：
直流励电动机：功率Pe＝11KW额定电流Ie67A磁极数P1ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra234Ω电路总电阻R＝7ΩL∑＝24625Mh(电枢电感波电感变压器电感)Ks584机电时间常数Tm1162ms滤波时间常数TonToi000235s载倍数λ＝15电流定值速度定值
B组：
直流励电动机：功率Pe＝22KW额定电压Ue220V额定电流Ie116A磁极数P2ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra0112Ω电路总电阻R＝032ΩL∑＝3722mH(电枢电感波电感变压器电感)电磁系数Ce0138 Vmin／rKs22电磁时间常数TL0116ms机电时间常数Tm0157ms滤波时间常数TonToi000235s载倍数λ＝15电流定值速度定值
C组：
直流励电动机：功率Pe＝145KW额定电压Ue220V额定电流Ie733A磁极数P2ne430rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra00015Ω电路总电阻R＝0036ΩKs415电磁时间常数TL00734ms机电时间常数Tm00926ms滤波时间常数TonToi001s载倍数
λ＝12电流定值速度定值
D组：
直流励电动机：功率Pe＝145KW额定电压Ue220V额定电流Ie65A磁极数P1ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra37Ω电路总电阻R＝74ΩKs27电磁时间常数TL0033ms机电时间常数Tm026ms滤波时间常数Toi00031sTon001s载倍数λ＝15电流定值速度定值β＝077VAα＝0007 Vmin／r
分组：视班学生数少23位学组识设计组组课题组指定组长1负责组课题设计方案证设计考勤
四课程设计报告写作求
（）封面
（二）摘
（三）目录
（四）正文
1概述作题目意义做工作系统功
2系统总体方案设计
3参数计算选型设计
（五）课程设计体会
（六）参考文献
双闭环直流电机调速系统设计参考案例
第章 绪
1．1 直流调速系统概述
三十年直流电机调速控制历重变革首先实现整流器更新换代晶闸整流装置取代已久直流发电机电动机组水银整流装置直流电气传动完成次跃进时控制电路已实现高集成化型化高性低成技术应直流调速系统性指标幅提高应范围断扩直流调速技术断发展走成熟化完善化系列化标准化逆脉宽调速高精度电气传动领域中然难代
直流调速指动改变直流电动机转速满足工作机械求机械特性通改变电动机参数外加工电压等方法改变电动机机械特性改变电动机机械特性工作特性机械特性交点电动机稳定运转速度发生变化直流电动机具良起制动性宜广泛范围滑调速轧钢机矿井卷扬机挖掘机海洋钻机金属切削机床造纸机高层电梯等需高性控电力拖动领域中广泛应年交流调速系统发展快然直流拖动系统理实践较成熟反馈闭环控制角度交流拖动控制系统基础直流调速系统生产生活中着举足轻重作
1．2 研究课题目意义
直流电动机具良起制动性宜范围滑调速许需调速快速正反电力拖动领域中广泛应晶闸问世生产出成套晶闸整流装置组成晶闸—电动机调速系统（简称VM系统）采速度电流双闭环直流调速系统充分利电动机载力获快动态程调速范围广精度高旋转变流机组离子拖动变流装置相晶闸整流装置仅济性性提高技术性显示出较优越性动态静态性均系统易控制双闭环系统转速环控制电动机转速电流环控制输出电流该系统动限制电流效抑制电网电压波动影响采双闭环控制提高系统阻尼较单闭环控制具更控制特性
功率半导体变流技术已突飞猛进发展工业生产中VM系统应相重课题进行研究具定实价值
13双闭环晶闸逆直流调速系统发展趋势
双闭环逆调速系统世纪七十年代国外发达国家兴起数十年发展已成熟二十世纪已实现数字化智化国直流调速产品研发取定成国外相差距国全数字化直流调速装置没全面商产品功没国外产品功强国外进口设备价格昂贵国产全数字控制直流调速装置提供发展空间
目前发达国家应先进电气调速系统完全实现数字化双闭环控制系统已普遍应类仪器仪表机械重工业轻工业生产程中着全球科技日新月异发展双闭环控制系统总发展趋势着控制数字化智化网络化发展
国双闭环控制已十年发展时期目前已基发展成熟目前趋势追赶着发达国家脚步着数字化发展
14 课程设计求
1．研究双闭环直流调速系统研究应现状
2．调速系统电路参数计算元件确定（包括变压器晶闸波电抗器等）
3．驱动控制电路选型设计（模拟触发电路集成触发电路数字触发器电路均）
4．动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构型式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5．绘制VM双闭环直流逆调速系统电气原理总图（求计算机绘图）
第二章 双闭环直流调速系统工作原理
21直流调速系统简介
调速系统电力拖动动控制系统中应普遍种系统目前需高性控电力拖动领域数采直流调速系统
22晶闸电动机直流调速系统简介
20世纪50年代末晶闸（功率半导体器件）变流装置出现变流技术产生根性变革开始进入晶闸时代晶闸变流装置直接直流电动机供电调速系统称晶闸电动机直流调速系统简称VM系统称静止Wardleonard系统种系统已成直流调速系统形式
图11VM系统简单原理图[135]图中V晶闸变流装置单相三相更相数半波全波半控全控等类型通调节触发装置GT控制电压Uc移动触发脉相位改变整流电压Ud实现滑调速VM系统具调速范围精度高动态性效率高易控制等优点已较成熟已世界工业国普遍应
图11 晶闸电动机直流调速系统（VM系统）
晶闸存问题：
（1）晶闸单导电性系统逆运行造成困难
（2） 晶闸元件载力仅限制电流反电压限制电压变化率（dudt）电流变化率(didt)必须保护装置符合求散热条件
（3） 系统处深调速状态较低速运行时晶闸导通角系统功率数低产生较谐波电流引起电网电压波形畸变电网产生利影响
（4） 整流电路脉波数直流电动机极换片数VM系统电流脉动严重
第三章 控制系统设计
3．1设计容求
设计容：
1 根题目技术求分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成画出系统组成原理框图
2 调速系统电路元部件确定参数计算
3 驱动控制电路选型设计
4．动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构形式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5． 绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
设计求：
1 该调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作
2 系统静特性良静差（静差率）
3 动态性指标：转速超调量电流超调量动态转速降调速系统渡程时间（调节时间）
4 系统5负载变化运行范围电流连续
5 调速系统中设置电压电流保护制动措施
6 电路采三项全控桥
32双闭环直流调速系统组成
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流二者间实行串级连接图2示转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制晶闸整流器触发装置闭环结构电流调节环里面做环转速环外面做外环样形成转速电流双闭环调速系统
该双闭环调速系统两调节器ASRACR般采PI调节器PI调节器作校正装置保证系统稳态精度系统稳态运行时静差调速提高系统稳定性作控制器时兼顾快速响应消静差两方面求般调速系统求稳准采PI调节器便保证系统获良静态动态性
图2 转速电流双闭环直流调速系统
图中U*nUn—转速定电压转速反馈电压 U*iUi—电流定电压电流反馈电压 ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—测速发电机 TA—电流互感器 UPE—电力电子变换器
3．3双闭环直流调速系统总设计框图
生活中直接提供三相交流760V电源直流电机供电需三相直流电 进行整流设计采三相桥式整流电路三相交流电源变成三相直流电源达求电源提供直流电动机图21设计总框架
直流电机
三相交流电源
三相直流电源
整流
供电
双闭环调速系统
驱动电路
保护电路
图21 双闭环直流调速系统设计总框架
三相交流电路交直流侧三相桥式整流电路中晶闸中电路保护电压电流保护般保护快速熔断器压敏电阻阻容式根器件保护求采方法
驱动电路电力电子电路控制电路间接口电力电子装置重环节 信息电子电路传信号控制目标求转换加电力电子器件控制端公端间开通关断信号设计晶闸半控型器件驱动电路半控型需提供开通控制信号晶闸驱动电路作触发电路
直流调速系统中应普遍方案转速电流双闭环系统采串级控制方式转速负反馈环外环作保证系统稳速精度电流负反馈环环作实现电动机转距控制时实现限流改善系统动态性转速电流双闭环直流调速系统突加定性动态限流性抗扰动性等单闭环调速系统
3．4（1） 电路结构形式
直流调速系统中采晶闸电动机调速系统(简称VM系统)原理图图31示通调节处罚装置GT控制电压移动触发脉相位改变均整流电压实现滑调速旋转变流机组离子拖动变流装置相晶闸整流装置仅济性性提高技术性显现出较优越性
求定范围级滑调速系统说动控制直流调速系统调压调速根晶闸特性通调节控制角α调节电压整流负载容量较直流电压脉动较时应采三相整流电路交流侧三相电源供电三相整流电路中分三相半波全控桥整流电路三相半波整流电路变压器二次侧含直流分量设计采三相全控桥整流电路供电
该电路目前应广泛整流电路输出电压波动适 图31 VM 系统原理
合直流电动机负载该电路组成调速装置调节范围广实现电动机连续滑转速调节电动机逆运行等技术求
图32 电路原理图
三相全控制整流电路晶闸VT1VT3VT5接成阴极组晶闸VT4VT6VT2接成阳极组电路控制接电路阴极组中电位高时输入触发脉晶闸接电路阳极组中电位低时输入触发脉晶闸时导通时构成完整整流电路
元件免受突发情况超承受电压电流侵害三相交流电路交直流侧三相桥式整流电路中晶闸中电路保护电压电流保护般保护快速熔断器压敏电阻阻容式
（2）电路设计
1变流变压器设计
般情况晶闸变流装置求交流供电电压电网电压致需变流变压器通变压器进行电压变换装置电网隔离减少电网晶闸变流装置互相干扰
里选项变压器次侧绕组采△联接二次侧绕组采Y联接整流变压器总容量变压器次侧容量次侧电压 次侧电流 变压器二次侧容量二次侧电压二次侧电流相数
保证负载正常工作电路接线形式负载求额定电压确定晶闸交流侧电压较范围变化必须精确计算整流变压器次级电压
影响值素：
(1)值首先保证满足负载需求电流值
(2)晶闸非理想控开关元件导通时定压降表示
(3)变压器漏抗存会产生换相压降
(4)波电抗器定直流电阻电流流该电阻时产生定电压降
(5)电枢电阻压降
综合素精确表达式：
式（31）
式中电动机额定电压 C见表11电动额定电流电动机电枢电路总电阻表示电路中电流串联晶闸压降电网电压波动系数通常取供电质量较差电压波动较情况应取较值
变压器短路电压百分100千伏安变压器取100～1000千伏安变压器取 负载电流值表示允许载倍数
述简化公式计算
（10 12）
（1215）
中系数（1012）（1215）考虑种素安全系数整流输出电压
设计：保证电动机负载额定转速运转计算应定裕量根验知公式中控制角应取300宜
（中ABC查表31中三相全控桥）17
表31 变流变压器计算系数
整流电路
单相双半波
单相半控桥
单相全控桥
三相半波
三相半控桥
三相全控桥
带衡电抗器双反星形
09
09
09
117
234
234
117
C
0707
0707
0707
0866
05
05
05
0707
1
1
0578
0816
0816
0289
已知条件代入式（31）结果：
V
根电路接线方式表31查二次侧电流效值求出变压器二次侧容量次相电流效值次侧容量 次相电压效值取决电网电压变流变压器均容量
设计
A
设计时留取定裕量取容量整流变压器
2 整流元件晶闸选型
选择晶闸元件选择额定电压 额定电流
设计采三相桥式整流电路晶闸16序导通阻感负载中晶闸承受电压 考虑电网电压波动操作电压等素放宽2～3倍安全系数晶闸额定电压计算结果：
取
晶闸额定电流效值流元件实际电流效值般取原计算结果15～2倍
已知
晶闸额定电流计算结果 ：
取300A
设计选晶闸型号KP（3CT）300A （ 螺栓型）
额定电压： VDRM 2000V 额定电流： IT(AV) 300A
门极触发电压：VGT 30 V 门极触发电流：IGT 400 A
3 电抗器设计
（1）交流侧电抗器选择
限制短路电流线路中应接入空心电抗器称进线电抗器
（2）直流侧电抗器选择
直流侧电抗器作限制直流电流脉动轻载空载时维持电流连续环流逆系统中限制环流限制直流侧短路电流升率
限制输出电流脉动电感量 计算
式（32）
式中电流脉动系数取设计取10
输出电流基波频率单位三相全控桥
表32 电感量相关参数
电感量关数
单相全控桥
三相半波
三相全控桥
带衡电抗器双反星形
100
150
300
300
脉动时值
12
088
080
080
285
146
0693
0348
318
675
39
78
反联线路
252
交叉线路
067
输出电流保持连续界电感量计算：
式（33）
式中求连续负载均值设计中变流装置交流侧相电压效值
代入已知参数求 425mH
2033mH
包括电动机电枢电感量折算变流变压器二次侧相绕组漏电感应扣实际限制电流脉动电感维持电流连续实际界电感
式（34）
式（35）
式中 K计算系数般补偿绕组电动机K8～12快速补偿绕组电动机K6～8补偿绕组电动机K5～6余系数均电动机额定值里K取10n极数取n2
变压器短路般取
计算系数三相全控桥
实际接入波电抗器电感
电枢回路总电感
取20mH
4保护电路设计
（1）电压保护
通常分交流侧直流侧电压保护前者常采保护措施阻容吸收装置硒堆吸收装置金属氧化物压敏电阻里采金属氧化物压敏电阻电压保护
压敏电阻氧化锌氧化铋等烧结制成非线性电阻元件具正反相陡伏安特性正常工作漏电流损耗泄放击电流力强抑制电压力强外击电压反映快体积较应广泛
三相电路中压敏电阻接法接成星形三角形图33示
图33 二次侧电压压敏电阻保护
压敏电阻额定电压选择式计算：
压敏电阻承受额定电压峰值 式（36）
式中 压敏电阻额定电压 VYJ型压敏电阻额定电压：100V200V440760V1000V等电网电压升高系数取压敏电阻承受额定电压峰值晶闸控制角300时输出电压式（16）转化成
压敏电阻额定电压
压敏电阻额定电压取850V型压敏电阻
（2）电流保护
设计中选快速熔断器电流互感器配合进行三相交流电路次侧电流保护保护原理图34：
图34 次侧电流保护电路
（1）熔断器额定电压选择：额定电压应等线路工作电压
课题设计中变压器次侧线电压760V熔断器额定电压选择800V
（2）熔断器额定电流选择：额定电流应等电路工作电流
课题设计中变压器次侧电流
熔断器额定电流 232A
图34三相交流电路变压器次侧相串熔断器课题设计求熔断器额定电压选400V额定电流选232A
3．5晶闸触发电路
晶闸触发电路作产生符合求门极触发脉保证晶闸必时刻阻断转导通晶闸触发电路包括触发时刻进行控制相位控制电路触发脉放输出环节触发脉放输出环节中晶闸触发电路应满足列求：
（1）触发脉宽度应保证晶闸导通三相全控桥式电路应采宽60°采相隔60°双窄脉
（2）触发脉应足够幅度户外寒冷场合脉电流幅度应增器件触发电流3～5倍脉前陡度需增加般需达1～2A∕us
（3）提供触发脉应超晶闸门极电压电流功率定额门极伏安特性触发区域
（4）应良抗干扰性温度稳定性电路电气隔离
理想触发脉电流波形图41
图41 理想晶闸触发脉电流波形
脉前升时间（）
强脉宽度 强脉幅值（）
脉宽度 脉顶幅值（）
设计课题三相全三相全控桥整流电路中六晶闸触发序次：VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6晶闸必须严格编号轮流导通6触发脉相位次相差60O选3KJ004集成块KJ041集成块形成六路双脉六晶体进行脉放构成三相全控桥整流电路集成触发电路图42
图42 三相全控桥整流电路集成触发电路
3．6双闭环调速系统组成设计
双闭环调速系统建立单闭环动调速系统实际调速系统求转速进行调整外 生产机械提出加快启动制动程求需电流截止负反馈系统
51图启动电流变化特性知电机启动时 启动
电流快加允许载力值 保持变
条件 转速线性增长 开需时 电机
电流急剧降克服负载需电流值应种求控
硅整流器电压启动开始时应 着转速升
升 达稳转速时
求启动程中电动机电流作调节量 维持
电机允许值 保持变求电流调节 图51 带截止负反馈系统启动电流波形
器完成务带速度调节器电流调节器双闭环调速系统便种求产生
图52转速电流双闭环直流调速系统原理框图
（注 ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—直流测速发电机 TA—电流互感器 UPE—电力电子装置 Un*—转速定电压 Un—转速反馈电压 Ui*—电流定电压 Ui —电流反馈电压）
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流二者间实行串级联接图52示说转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制晶闸整流器触发装置闭环结构电流调节环里面环转速调节环外边做外环样形成转速电流双闭环调速系统
（1） 电流调节器设计
1 时间常数确定
（1） 整流装置滞时间常数三相桥式电路均失控时间 Ts00017s
（2）电流滤波时间常数三相桥式电路波头时间33ms基滤波头应（1~2）33ms取2ms0002s
（3）电流环时间常数时间常数似处理取
（4）电磁时间常数确定前述已求出电枢回路总电感
电磁时间常数
2 选择电流调节器结构
根设计求保证稳态电流静差典型I型系统设计电流调节器电流环控制象双惯性型PI型调节器传递函数
（51）
式中 电流调节器例系数
电流调节器超前时间常数
检查电源电压抗扰性：参表51典型I型系统动态抗扰性项指标接受基确定电流调节器典型I型系统设计
表51 典型I型系统动态性指标频域指标参数关系
参数关系KT
025
039
05
069
10
阻尼
10
08
0707
06
05
超调量
0
15
43
95
163
升时间
66T
47T
33T
24T
峰值时间
83T
62T
47T
36T
相角稳定裕度
截止频率
0243T
0367T
0455T
0596T
0786T
3 计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数： 00182s
电流开环增益：求时取
ACR例系数 1594
式中电流反馈系数值晶闸装置放系数Ks36
4 校验似条件
电流环截止频率：
1)晶闸整流装置传递函数似条件
满足似条件
2）忽略反电动势变化电流环动态影响条件
满足似条件
3）电流环时间常数似处理条件
满足似条件
5 计算调节器电阻电容
图53运算放器取R040k电阻电容值
图53 含滤波环节PI型电流调节器
述参数电流环达动态性指标满足设计求
（2）转速调节器设计
1 确定时间常数
（1）电流环等效时间常数1KI前述已知
（2）转速滤波时间常数根测速发电机纹波情况取
（3）转速环时间常数时间常数似处理取
2 选择转速调节器结构
设计求选PI调节器传递函数式
3 计算转速调节器参数
抗扰性较原先取h5ASR超前时间常数
转速环开环增益
K
ASR例系数
式中 电动势常数
转速反馈系数
4检验似条件
转速截止频率
（1）电流环传递函数简化条件
满足简化条件
（2）转速环时间常数似处理条件
满足似条件
5．计算调节器电阻电容
根图54 示取
取
取
取
图54 含滤波环节PI型转速调节器
6校核转速超调量
h5时查表52典型型系统阶跃输入性指标满足设计求实际表52线性系统计算突加阶跃定时ASR饱符合线性系统前提应该ASR退饱情况重新计算超调量
表52 典型II型系统阶跃输入性指标（准确定参数关系）
h
3
4
5
6
7
8
9
10
5260
4360
3760
3320
2980
2720
2500
2330
24
265
285
3
31
32
33
335
1215
1165
955
1045
113
1225
1325
142
k
3
2
2
1
1
1
1
1
表53 典型II型系统动态抗扰性指标参数关系
h
3
4
5
6
7
8
9
10
7220
7750
8120
8400
8630
8810
8960
9080
245
270
285
300
315
325
330
340
1360
1045
880
1295
1685
1980
2280
2585
设理想空载起动时负载系数已知时表53查调速系统开环机械特性额定稳态速降
式中 电机中总电阻
调速系统开环机械特性额定稳态速降
基准值应额定转速
根式（624）计算
满足设计求
7 校核动态速降
设计指标求动态速降实际系统中定义相额定转速时动态速降
查表知812 满足设计求
8 转速超调抑制
退饱超调量满足动态指标求需加转速微分负反馈加入环节抑制甚消灭转速超调时降低动态速降
双闭环调速系统中加入转速微分负反馈转速调节器原理图图55示普通转速调节器相转速反馈环节联微分电容Cdn滤波电阻Rdn转速负反馈基础叠加带滤波转速微分负反馈信号
图55 带转速微分负反馈转速调节器
含转速微分负反馈转速环动态结构框图图56示
图56 含转速微分负反馈转速环动态结构框图
转速微分负反馈环节中定参数中转速微分时间常数转速微分滤波时间常数选定确定计算出
工程设计方法似计算公式：
七．设计总结
八．参考文献
[1] 朱仁初万伯电力拖动控制系统设计手册[M]北京：机械工业出版社1994
[2] 王兆安黄俊电力电子技术[M]北京：机械工业出版社2006
[3] 陈伯时 电力拖动动控制系统运动控制系统[M]第三版 北京机械工业出版社 2007年6月．
[4] 孔．晶闸直流调速系统［M］．北京北京科技出版社1985．
[5] 段文泽童明倜电气传动控制系统工程设计［M］四川：重庆学出版社198910
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调速系统 课程设计
教学指导方案
双闭环直流电机调速系统设计
设计题目：
电气信息学院
2016年8月
第部分 设计指导方案
设计题目
题目：双闭环直流电机调速系统设计
二课题求
1设计目求：
设计目：
调速系统课程设计目培养学生实践技学生进步熟悉掌握单双闭环直流调速系统工作原理整套系统调试方法解工程设计基方法步骤学生实践中产生学兴趣全面提高学生创新力综合素质
设计求：
1） 该调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作
2） 系统静特性良静差（静差率）
3） 动态性指标：转速超调量电流超调量动态转速降4）调速系统渡程时间（调节时间）
4） 系统5负载变化运行范围电流连续
5） 调速系统中设置电压电流保护制动措施
6） 电路采三项全控桥
2课程设计容：
1） 根题目技术求分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成画出系统组成原理框图
2） 调速系统电路元部件确定参数计算
3） 驱动控制电路选型设计
4） 动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构形式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5） 绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
三课程设计成果求评分标准
1成果求：构建双闭环直流电机调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作课程设计报告书
出勤情况表现：35
调速系统构建效果：35
答辩水：30
四课时安排
星期
时数
形式
教学点
午
分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成基原理
讲授
S501
午
通查阅资料画出系统组成原理框图电路
学
图书馆
二
午
调速系统电路元部件确定控制回路选择参数计算
实践
S501
午
绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
实践
S501
三
午
调速系统搭建系统静特性调试良
实践
S501
午
四
午
调速动态性调试检测
实践
S501
午
五
午
撰写设计报告
撰写
教室图书馆
午
答辩
问答
S501
第二部分 设计指导书
课程设计务
（）系统环节选型
1回路方案确定
2控制回路选择：定器调节放器触发器稳压电源电流截止环节调节器锁零电路电流电压检测环节步变压器接线方式（须环节画出线路图说明原理）
（二）电气设备计算选择
1整流变压器计算：变压器原副方电压电流容量联接组选择
2晶闸整流元件：电压定额电流定额计算定额选择
3系统保护环节设计：快速熔断器计算选择阻容保护计算选择计算
4波电抗器选择计算
（三）系统参数计算
1电流调节器ACR中计算
2转速调节器ASR中计算
3动态性指标计算
（四）画出双闭环调速系统电气原理图
A1A2图纸画出动态框图波德图（设计说明书中）
二基求
1学生进步熟悉掌握单双闭环直流调速系统工作原理解工程设计基方法步骤
2熟练掌握电路结构选择方法电路元器件选型计算方法
3熟练掌握电压电流保护方式配置整定计算
4掌握触发电路选型设计方法
5掌握步电压相位选择方法
6掌握速度调节器电流调节器典型设计方法
7掌握电气系统线路图绘制方法
8掌握撰写课程设计报告方法
三 课程设计原始数
四设计课题供选：
A组：
直流励电动机：功率Pe＝11KW额定电流Ie67A磁极数P1ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra234Ω电路总电阻R＝7ΩL∑＝24625Mh(电枢电感波电感变压器电感)Ks584机电时间常数Tm1162ms滤波时间常数TonToi000235s载倍数λ＝15电流定值速度定值
B组：
直流励电动机：功率Pe＝22KW额定电压Ue220V额定电流Ie116A磁极数P2ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra0112Ω电路总电阻R＝032ΩL∑＝3722mH(电枢电感波电感变压器电感)电磁系数Ce0138 Vmin／rKs22电磁时间常数TL0116ms机电时间常数Tm0157ms滤波时间常数TonToi000235s载倍数λ＝15电流定值速度定值
C组：
直流励电动机：功率Pe＝145KW额定电压Ue220V额定电流Ie733A磁极数P2ne430rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra00015Ω电路总电阻R＝0036ΩKs415电磁时间常数TL00734ms机电时间常数Tm00926ms滤波时间常数TonToi001s载倍数
λ＝12电流定值速度定值
D组：
直流励电动机：功率Pe＝145KW额定电压Ue220V额定电流Ie65A磁极数P1ne1500rmin励磁电压220V电枢绕组电阻Ra37Ω电路总电阻R＝74ΩKs27电磁时间常数TL0033ms机电时间常数Tm026ms滤波时间常数Toi00031sTon001s载倍数λ＝15电流定值速度定值β＝077VAα＝0007 Vmin／r
分组：视班学生数少23位学组识设计组组课题组指定组长1负责组课题设计方案证设计考勤
四课程设计报告写作求
（）封面
（二）摘
（三）目录
（四）正文
1概述作题目意义做工作系统功
2系统总体方案设计
3参数计算选型设计
（五）课程设计体会
（六）参考文献
双闭环直流电机调速系统设计参考案例
第章 绪
1．1 直流调速系统概述
三十年直流电机调速控制历重变革首先实现整流器更新换代晶闸整流装置取代已久直流发电机电动机组水银整流装置直流电气传动完成次跃进时控制电路已实现高集成化型化高性低成技术应直流调速系统性指标幅提高应范围断扩直流调速技术断发展走成熟化完善化系列化标准化逆脉宽调速高精度电气传动领域中然难代
直流调速指动改变直流电动机转速满足工作机械求机械特性通改变电动机参数外加工电压等方法改变电动机机械特性改变电动机机械特性工作特性机械特性交点电动机稳定运转速度发生变化直流电动机具良起制动性宜广泛范围滑调速轧钢机矿井卷扬机挖掘机海洋钻机金属切削机床造纸机高层电梯等需高性控电力拖动领域中广泛应年交流调速系统发展快然直流拖动系统理实践较成熟反馈闭环控制角度交流拖动控制系统基础直流调速系统生产生活中着举足轻重作
1．2 研究课题目意义
直流电动机具良起制动性宜范围滑调速许需调速快速正反电力拖动领域中广泛应晶闸问世生产出成套晶闸整流装置组成晶闸—电动机调速系统（简称VM系统）采速度电流双闭环直流调速系统充分利电动机载力获快动态程调速范围广精度高旋转变流机组离子拖动变流装置相晶闸整流装置仅济性性提高技术性显示出较优越性动态静态性均系统易控制双闭环系统转速环控制电动机转速电流环控制输出电流该系统动限制电流效抑制电网电压波动影响采双闭环控制提高系统阻尼较单闭环控制具更控制特性
功率半导体变流技术已突飞猛进发展工业生产中VM系统应相重课题进行研究具定实价值
13双闭环晶闸逆直流调速系统发展趋势
双闭环逆调速系统世纪七十年代国外发达国家兴起数十年发展已成熟二十世纪已实现数字化智化国直流调速产品研发取定成国外相差距国全数字化直流调速装置没全面商产品功没国外产品功强国外进口设备价格昂贵国产全数字控制直流调速装置提供发展空间
目前发达国家应先进电气调速系统完全实现数字化双闭环控制系统已普遍应类仪器仪表机械重工业轻工业生产程中着全球科技日新月异发展双闭环控制系统总发展趋势着控制数字化智化网络化发展
国双闭环控制已十年发展时期目前已基发展成熟目前趋势追赶着发达国家脚步着数字化发展
14 课程设计求
1．研究双闭环直流调速系统研究应现状
2．调速系统电路参数计算元件确定（包括变压器晶闸波电抗器等）
3．驱动控制电路选型设计（模拟触发电路集成触发电路数字触发器电路均）
4．动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构型式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5．绘制VM双闭环直流逆调速系统电气原理总图（求计算机绘图）
第二章 双闭环直流调速系统工作原理
21直流调速系统简介
调速系统电力拖动动控制系统中应普遍种系统目前需高性控电力拖动领域数采直流调速系统
22晶闸电动机直流调速系统简介
20世纪50年代末晶闸（功率半导体器件）变流装置出现变流技术产生根性变革开始进入晶闸时代晶闸变流装置直接直流电动机供电调速系统称晶闸电动机直流调速系统简称VM系统称静止Wardleonard系统种系统已成直流调速系统形式
图11VM系统简单原理图[135]图中V晶闸变流装置单相三相更相数半波全波半控全控等类型通调节触发装置GT控制电压Uc移动触发脉相位改变整流电压Ud实现滑调速VM系统具调速范围精度高动态性效率高易控制等优点已较成熟已世界工业国普遍应
图11 晶闸电动机直流调速系统（VM系统）
晶闸存问题：
（1）晶闸单导电性系统逆运行造成困难
（2） 晶闸元件载力仅限制电流反电压限制电压变化率（dudt）电流变化率(didt)必须保护装置符合求散热条件
（3） 系统处深调速状态较低速运行时晶闸导通角系统功率数低产生较谐波电流引起电网电压波形畸变电网产生利影响
（4） 整流电路脉波数直流电动机极换片数VM系统电流脉动严重
第三章 控制系统设计
3．1设计容求
设计容：
1 根题目技术求分析证确定电路结构形式闭环调速系统组成画出系统组成原理框图
2 调速系统电路元部件确定参数计算
3 驱动控制电路选型设计
4．动态设计计算：根技术求系统进行动态校正确定ASR调节器ACR调节器结构形式进行参数计算调速系统工作稳定满足动态性指标求
5． 绘制V—M双闭环直流逆调速系统电器原理图研究参数变化时直流电动机动态性影响
设计求：
1 该调速系统进行滑速度调节负载电机逆运行具较宽转速调速范围（）系统工作范围稳定工作
2 系统静特性良静差（静差率）
3 动态性指标：转速超调量电流超调量动态转速降调速系统渡程时间（调节时间）
4 系统5负载变化运行范围电流连续
5 调速系统中设置电压电流保护制动措施
6 电路采三项全控桥
32双闭环直流调速系统组成
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流二者间实行串级连接图2示转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制晶闸整流器触发装置闭环结构电流调节环里面做环转速环外面做外环样形成转速电流双闭环调速系统
该双闭环调速系统两调节器ASRACR般采PI调节器PI调节器作校正装置保证系统稳态精度系统稳态运行时静差调速提高系统稳定性作控制器时兼顾快速响应消静差两方面求般调速系统求稳准采PI调节器便保证系统获良静态动态性
图2 转速电流双闭环直流调速系统
图中U*nUn—转速定电压转速反馈电压 U*iUi—电流定电压电流反馈电压 ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—测速发电机 TA—电流互感器 UPE—电力电子变换器
3．3双闭环直流调速系统总设计框图
生活中直接提供三相交流760V电源直流电机供电需三相直流电 进行整流设计采三相桥式整流电路三相交流电源变成三相直流电源达求电源提供直流电动机图21设计总框架
直流电机
三相交流电源
三相直流电源
整流
供电
双闭环调速系统
驱动电路
保护电路
图21 双闭环直流调速系统设计总框架
三相交流电路交直流侧三相桥式整流电路中晶闸中电路保护电压电流保护般保护快速熔断器压敏电阻阻容式根器件保护求采方法
驱动电路电力电子电路控制电路间接口电力电子装置重环节 信息电子电路传信号控制目标求转换加电力电子器件控制端公端间开通关断信号设计晶闸半控型器件驱动电路半控型需提供开通控制信号晶闸驱动电路作触发电路
直流调速系统中应普遍方案转速电流双闭环系统采串级控制方式转速负反馈环外环作保证系统稳速精度电流负反馈环环作实现电动机转距控制时实现限流改善系统动态性转速电流双闭环直流调速系统突加定性动态限流性抗扰动性等单闭环调速系统
3．4（1） 电路结构形式
直流调速系统中采晶闸电动机调速系统(简称VM系统)原理图图31示通调节处罚装置GT控制电压移动触发脉相位改变均整流电压实现滑调速旋转变流机组离子拖动变流装置相晶闸整流装置仅济性性提高技术性显现出较优越性
求定范围级滑调速系统说动控制直流调速系统调压调速根晶闸特性通调节控制角α调节电压整流负载容量较直流电压脉动较时应采三相整流电路交流侧三相电源供电三相整流电路中分三相半波全控桥整流电路三相半波整流电路变压器二次侧含直流分量设计采三相全控桥整流电路供电
该电路目前应广泛整流电路输出电压波动适 图31 VM 系统原理
合直流电动机负载该电路组成调速装置调节范围广实现电动机连续滑转速调节电动机逆运行等技术求
图32 电路原理图
三相全控制整流电路晶闸VT1VT3VT5接成阴极组晶闸VT4VT6VT2接成阳极组电路控制接电路阴极组中电位高时输入触发脉晶闸接电路阳极组中电位低时输入触发脉晶闸时导通时构成完整整流电路
元件免受突发情况超承受电压电流侵害三相交流电路交直流侧三相桥式整流电路中晶闸中电路保护电压电流保护般保护快速熔断器压敏电阻阻容式
（2）电路设计
1变流变压器设计
般情况晶闸变流装置求交流供电电压电网电压致需变流变压器通变压器进行电压变换装置电网隔离减少电网晶闸变流装置互相干扰
里选项变压器次侧绕组采△联接二次侧绕组采Y联接整流变压器总容量变压器次侧容量次侧电压 次侧电流 变压器二次侧容量二次侧电压二次侧电流相数
保证负载正常工作电路接线形式负载求额定电压确定晶闸交流侧电压较范围变化必须精确计算整流变压器次级电压
影响值素：
(1)值首先保证满足负载需求电流值
(2)晶闸非理想控开关元件导通时定压降表示
(3)变压器漏抗存会产生换相压降
(4)波电抗器定直流电阻电流流该电阻时产生定电压降
(5)电枢电阻压降
综合素精确表达式：
式（31）
式中电动机额定电压 C见表11电动额定电流电动机电枢电路总电阻表示电路中电流串联晶闸压降电网电压波动系数通常取供电质量较差电压波动较情况应取较值
变压器短路电压百分100千伏安变压器取100～1000千伏安变压器取 负载电流值表示允许载倍数
述简化公式计算
（10 12）
（1215）
中系数（1012）（1215）考虑种素安全系数整流输出电压
设计：保证电动机负载额定转速运转计算应定裕量根验知公式中控制角应取300宜
（中ABC查表31中三相全控桥）17
表31 变流变压器计算系数
整流电路
单相双半波
单相半控桥
单相全控桥
三相半波
三相半控桥
三相全控桥
带衡电抗器双反星形
09
09
09
117
234
234
117
C
0707
0707
0707
0866
05
05
05
0707
1
1
0578
0816
0816
0289
已知条件代入式（31）结果：
V
根电路接线方式表31查二次侧电流效值求出变压器二次侧容量次相电流效值次侧容量 次相电压效值取决电网电压变流变压器均容量
设计
A
设计时留取定裕量取容量整流变压器
2 整流元件晶闸选型
选择晶闸元件选择额定电压 额定电流
设计采三相桥式整流电路晶闸16序导通阻感负载中晶闸承受电压 考虑电网电压波动操作电压等素放宽2～3倍安全系数晶闸额定电压计算结果：
取
晶闸额定电流效值流元件实际电流效值般取原计算结果15～2倍
已知
晶闸额定电流计算结果 ：
取300A
设计选晶闸型号KP（3CT）300A （ 螺栓型）
额定电压： VDRM 2000V 额定电流： IT(AV) 300A
门极触发电压：VGT 30 V 门极触发电流：IGT 400 A
3 电抗器设计
（1）交流侧电抗器选择
限制短路电流线路中应接入空心电抗器称进线电抗器
（2）直流侧电抗器选择
直流侧电抗器作限制直流电流脉动轻载空载时维持电流连续环流逆系统中限制环流限制直流侧短路电流升率
限制输出电流脉动电感量 计算
式（32）
式中电流脉动系数取设计取10
输出电流基波频率单位三相全控桥
表32 电感量相关参数
电感量关数
单相全控桥
三相半波
三相全控桥
带衡电抗器双反星形
100
150
300
300
脉动时值
12
088
080
080
285
146
0693
0348
318
675
39
78
反联线路
252
交叉线路
067
输出电流保持连续界电感量计算：
式（33）
式中求连续负载均值设计中变流装置交流侧相电压效值
代入已知参数求 425mH
2033mH
包括电动机电枢电感量折算变流变压器二次侧相绕组漏电感应扣实际限制电流脉动电感维持电流连续实际界电感
式（34）
式（35）
式中 K计算系数般补偿绕组电动机K8～12快速补偿绕组电动机K6～8补偿绕组电动机K5～6余系数均电动机额定值里K取10n极数取n2
变压器短路般取
计算系数三相全控桥
实际接入波电抗器电感
电枢回路总电感
取20mH
4保护电路设计
（1）电压保护
通常分交流侧直流侧电压保护前者常采保护措施阻容吸收装置硒堆吸收装置金属氧化物压敏电阻里采金属氧化物压敏电阻电压保护
压敏电阻氧化锌氧化铋等烧结制成非线性电阻元件具正反相陡伏安特性正常工作漏电流损耗泄放击电流力强抑制电压力强外击电压反映快体积较应广泛
三相电路中压敏电阻接法接成星形三角形图33示
图33 二次侧电压压敏电阻保护
压敏电阻额定电压选择式计算：
压敏电阻承受额定电压峰值 式（36）
式中 压敏电阻额定电压 VYJ型压敏电阻额定电压：100V200V440760V1000V等电网电压升高系数取压敏电阻承受额定电压峰值晶闸控制角300时输出电压式（16）转化成
压敏电阻额定电压
压敏电阻额定电压取850V型压敏电阻
（2）电流保护
设计中选快速熔断器电流互感器配合进行三相交流电路次侧电流保护保护原理图34：
图34 次侧电流保护电路
（1）熔断器额定电压选择：额定电压应等线路工作电压
课题设计中变压器次侧线电压760V熔断器额定电压选择800V
（2）熔断器额定电流选择：额定电流应等电路工作电流
课题设计中变压器次侧电流
熔断器额定电流 232A
图34三相交流电路变压器次侧相串熔断器课题设计求熔断器额定电压选400V额定电流选232A
3．5晶闸触发电路
晶闸触发电路作产生符合求门极触发脉保证晶闸必时刻阻断转导通晶闸触发电路包括触发时刻进行控制相位控制电路触发脉放输出环节触发脉放输出环节中晶闸触发电路应满足列求：
（1）触发脉宽度应保证晶闸导通三相全控桥式电路应采宽60°采相隔60°双窄脉
（2）触发脉应足够幅度户外寒冷场合脉电流幅度应增器件触发电流3～5倍脉前陡度需增加般需达1～2A∕us
（3）提供触发脉应超晶闸门极电压电流功率定额门极伏安特性触发区域
（4）应良抗干扰性温度稳定性电路电气隔离
理想触发脉电流波形图41
图41 理想晶闸触发脉电流波形
脉前升时间（）
强脉宽度 强脉幅值（）
脉宽度 脉顶幅值（）
设计课题三相全三相全控桥整流电路中六晶闸触发序次：VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6晶闸必须严格编号轮流导通6触发脉相位次相差60O选3KJ004集成块KJ041集成块形成六路双脉六晶体进行脉放构成三相全控桥整流电路集成触发电路图42
图42 三相全控桥整流电路集成触发电路
3．6双闭环调速系统组成设计
双闭环调速系统建立单闭环动调速系统实际调速系统求转速进行调整外 生产机械提出加快启动制动程求需电流截止负反馈系统
51图启动电流变化特性知电机启动时 启动
电流快加允许载力值 保持变
条件 转速线性增长 开需时 电机
电流急剧降克服负载需电流值应种求控
硅整流器电压启动开始时应 着转速升
升 达稳转速时
求启动程中电动机电流作调节量 维持
电机允许值 保持变求电流调节 图51 带截止负反馈系统启动电流波形
器完成务带速度调节器电流调节器双闭环调速系统便种求产生
图52转速电流双闭环直流调速系统原理框图
（注 ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—直流测速发电机 TA—电流互感器 UPE—电力电子装置 Un*—转速定电压 Un—转速反馈电压 Ui*—电流定电压 Ui —电流反馈电压）
实现转速电流两种负反馈分起作系统中设置两调节器分调节转速电流二者间实行串级联接图52示说转速调节器输出作电流调节器输入电流调节器输出控制晶闸整流器触发装置闭环结构电流调节环里面环转速调节环外边做外环样形成转速电流双闭环调速系统
（1） 电流调节器设计
1 时间常数确定
（1） 整流装置滞时间常数三相桥式电路均失控时间 Ts00017s
（2）电流滤波时间常数三相桥式电路波头时间33ms基滤波头应（1~2）33ms取2ms0002s
（3）电流环时间常数时间常数似处理取
（4）电磁时间常数确定前述已求出电枢回路总电感
电磁时间常数
2 选择电流调节器结构
根设计求保证稳态电流静差典型I型系统设计电流调节器电流环控制象双惯性型PI型调节器传递函数
（51）
式中 电流调节器例系数
电流调节器超前时间常数
检查电源电压抗扰性：参表51典型I型系统动态抗扰性项指标接受基确定电流调节器典型I型系统设计
表51 典型I型系统动态性指标频域指标参数关系
参数关系KT
025
039
05
069
10
阻尼
10
08
0707
06
05
超调量
0
15
43
95
163
升时间
66T
47T
33T
24T
峰值时间
83T
62T
47T
36T
相角稳定裕度
截止频率
0243T
0367T
0455T
0596T
0786T
3 计算电流调节器参数
电流调节器超前时间常数： 00182s
电流开环增益：求时取
ACR例系数 1594
式中电流反馈系数值晶闸装置放系数Ks36
4 校验似条件
电流环截止频率：
1)晶闸整流装置传递函数似条件
满足似条件
2）忽略反电动势变化电流环动态影响条件
满足似条件
3）电流环时间常数似处理条件
满足似条件
5 计算调节器电阻电容
图53运算放器取R040k电阻电容值
图53 含滤波环节PI型电流调节器
述参数电流环达动态性指标满足设计求
（2）转速调节器设计
1 确定时间常数
（1）电流环等效时间常数1KI前述已知
（2）转速滤波时间常数根测速发电机纹波情况取
（3）转速环时间常数时间常数似处理取
2 选择转速调节器结构
设计求选PI调节器传递函数式
3 计算转速调节器参数
抗扰性较原先取h5ASR超前时间常数
转速环开环增益
K
ASR例系数
式中 电动势常数
转速反馈系数
4检验似条件
转速截止频率
（1）电流环传递函数简化条件
满足简化条件
（2）转速环时间常数似处理条件
满足似条件
5．计算调节器电阻电容
根图54 示取
取
取
取
图54 含滤波环节PI型转速调节器
6校核转速超调量
h5时查表52典型型系统阶跃输入性指标满足设计求实际表52线性系统计算突加阶跃定时ASR饱符合线性系统前提应该ASR退饱情况重新计算超调量
表52 典型II型系统阶跃输入性指标（准确定参数关系）
h
3
4
5
6
7
8
9
10
5260
4360
3760
3320
2980
2720
2500
2330
24
265
285
3
31
32
33
335
1215
1165
955
1045
113
1225
1325
142
k
3
2
2
1
1
1
1
1
表53 典型II型系统动态抗扰性指标参数关系
h
3
4
5
6
7
8
9
10
7220
7750
8120
8400
8630
8810
8960
9080
245
270
285
300
315
325
330
340
1360
1045
880
1295
1685
1980
2280
2585
设理想空载起动时负载系数已知时表53查调速系统开环机械特性额定稳态速降
式中 电机中总电阻
调速系统开环机械特性额定稳态速降
基准值应额定转速
根式（624）计算
满足设计求
7 校核动态速降
设计指标求动态速降实际系统中定义相额定转速时动态速降
查表知812 满足设计求
8 转速超调抑制
退饱超调量满足动态指标求需加转速微分负反馈加入环节抑制甚消灭转速超调时降低动态速降
双闭环调速系统中加入转速微分负反馈转速调节器原理图图55示普通转速调节器相转速反馈环节联微分电容Cdn滤波电阻Rdn转速负反馈基础叠加带滤波转速微分负反馈信号
图55 带转速微分负反馈转速调节器
含转速微分负反馈转速环动态结构框图图56示
图56 含转速微分负反馈转速环动态结构框图
转速微分负反馈环节中定参数中转速微分时间常数转速微分滤波时间常数选定确定计算出
工程设计方法似计算公式：
七．设计总结
八．参考文献
[1] 朱仁初万伯电力拖动控制系统设计手册[M]北京：机械工业出版社1994
[2] 王兆安黄俊电力电子技术[M]北京：机械工业出版社2006
[3] 陈伯时 电力拖动动控制系统运动控制系统[M]第三版 北京机械工业出版社 2007年6月．
[4] 孔．晶闸直流调速系统［M］．北京北京科技出版社1985．
[5] 段文泽童明倜电气传动控制系统工程设计［M］四川：重庆学出版社198910
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