抗扰效果也不一样。电网电压扰动的作用点则离被调量更远，它的波动先要受到电磁惯性的阻挠后影响到电枢电流，再经过机电惯性的滞后才能反映到转速上来，等到转速反馈产生调节作用，已经嫌晚。在双闭环调速系统中，由于增设了电流内环，这个问题便大有好转。由于电网电压扰动被包围在电流环之内，当电压波动时，可以通过电流反馈得到及时的调节，不必等到影响到转速后才在系统中有所反应。因此，在双闭环调速系统中，由电网电压波动引起的动态速降会比单闭环系统中小的多。
2.3.4 双闭环调速系统中两个调节器的作用
（1） 转速调节器的作用
1、使转速n跟随给定电压Un?变化，稳态无静差。 2、对负载变化起抗扰作用。
3、其饱和输出限幅值作为系统最大电流的给定，起饱和非线性控制作用，以实现系统在最大电流约束下起动过程。 （2） 电流调节器的作用
1、 对电网电压波动起及时抗扰作用。 2、 起动时保证获得允许的最大电流。
3、 在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压Ui?变化。
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3 双闭环调速系统的具体设计说明
3.1 双闭环直流调速系统总体设计方案
电动机额定电压为220V，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低，为避免三次谐波对电源干扰，主变压器采用D/Y联结。
为使线路简单、工作可靠、装置体积小，宜选用KC04组成的六脉冲集成触发电路。 因调速精度要求高，为获得良好的静、动态性能，故选用转速、电流双闭环调速系统，且两个调节器采用PI调节器，电流反馈进行限流保护，出现故障电流时由快速熔断器切断这电路电源。
该双闭环调速系统采用减压调速方案，故励磁应该保持恒定，励磁绕组采用三相不控桥式整流电路供电，电源可从主变压器二次侧引入。
整体电路原理图见附录1。
转速、电流双闭环调速系统原理图如图3.1所示。
图3.1 双闭环调速系统的原理图
ASR—转速环节 ACR—电流环节 TG—测速发电机 TA—电流互感器
UPE—电力电子变换器GT—触发装置 Un/Un—转速给定电压和转速反馈电压 Ui/Ui—电流给定电压和电流反馈电压
??3.2 主电路设计与参数计算
3.2.1 主电路原理图（见附录1）
电源接入主回路之前先要接一个空气开关，以保护主回路。再经过整流变压器T
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降压，电源由380V(AC)变为220V(AC)，再经过各相一个快速熔断器接入晶闸管全桥整流电路。这三个熔断器主要保护晶闸管，作为过电流保护器件。变压器一次侧和二次侧过电压保护均采用阻容吸收保护电路。
3.2.2 整流变压器的设计
工业供电电压为AC 380V，而电动机的额定电压为220V，所以必须通过降压变压器使之达到系统要求。本设计采用的是直流电机，故还须通过整流电路使之变成连续的直流电压。为避免三次谐波对电源的干扰，整流变压器采用D/Y-11联结的三相全控桥式接法，如图3.3所示：
VT1G1iaaVT3G3VT5G5d1Tnbk4G4VT4k6G6VT6ck2G2VT2d2
图3.3 整流变压器三相全控桥式连接图
（1） 变压器二次侧电压U2的计算
U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成
延迟角α加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。要比较精确地计算二次相电压必须考虑以下因素：
1、 最小控制角?min。在一般可逆传动系统的?min取30°-35°的范围。
2、电网电压波动。根据规定电网允许波动5%-10%考虑在电网电压最低时要求能保证最大整流输出电压，故通常取波动系数??0.9。
3、 变压器漏抗产生的换相压降：Ur?mXLId2??mUsh?U2IdI2e2?
4、 晶闸管或整流二极管的正向导通压降?U?1。 考虑了以上因素后，变压器二次电压的计算公式为：
U2?UdA????cos?8
max?n??U?C?Ush?I2/I2N? （3.1）
min
式中，Udmax—整流电路输出电压最大值；
?U—为主电路中电流经过几个串联晶闸管的正向压降；
A—理想情况??0?时整流电压Ud0与二次电压U2之比，即A?Ud0U2，三相
桥式整流A为2.34；
C—线路接线方式系数，三相桥式整流C为0.5；
Ush—变压器短路电压比，10?100KV·A取Ush?0.05，容量越大，Ush也越大；
I2I2N—变压器二次侧实际工作电流与变压器二次侧额定电流之比，应取最大
值。
所以，根据设计要求取?Udmaxmin?30?，?U?1V，n?2，I2I2N?1，
?UN?220V,A?2.34, C?0.5 , Ush?0.05 ,代入式3.1得：
?n??U?C?Ush?I2/I2N??2.97U2?UdA????cos?U1U2max?220?2?12.34?0.9??0.866?0.5?0.05?1??128Vmin 电压比K??380128。
（2） 一次侧电流I1和二次侧相电流I2的计算
在可控硅整流电路中，交流侧电流有效值I1与直流侧整流电流Id之间，存在着固定的比例关系，即I1?KIId；其中比例系数KI因整流电路而异，例如三相桥式整流电路带大电感负载变压器二次电流有效值I2为：
1?222?2Id???(?Id)?????2??33?23Id?0.816Id （3.2）
I2?由式3.2此可得：KI1?0.816, KI2?0.816；
Id取电动机额定电流16.2A，考虑变压器励磁电流和变比KI2?KI2Id?0.816?136?110.98AI1?1.05KI1IdK?1.05?0.816?1362.97，得：
?39.23A
（3） 变压器容量的计算
一次侧的容量为：S1?3U1I1 （3.3）
S2?3U2I2 二次侧的容量为：（3.4）
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12(S1?S2)变压器平均容量：S? （3.5）
式中，U1?380V，U2?128V，I1?39.23A，I2?110.98A；
S1?S2?S?123U1I1?3U2I2?3?380?39.23?25.82KVA
3?128?110.98?24.60KVA12(S1?S2)?(25.82?24.60)?25.21KVA从上述数据可得变压器参数如下表3.1所示：
表3.1 变压器参数
相数 3
接线 容量 一次侧电压 一次侧电流 二次侧电压 二次侧电流
380 V
39.23A
128V
110.98A
D/Y-11 25.21KVA
3.2.3 晶闸管元件选择
（1） 晶闸管的额定电压
晶闸管实际承受的最大峰值电压UTM，乘以(2～3)倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压UTN，即
UTN?(2?3)UTM （3.6）
整流电路形式为三相全控桥，而UTM?23U2?6U2， 取UTN?1000V （2） 晶闸管的额定电流
选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值ITN大于实际流过管子电流最大有效值IT，即ITN?1.57IT(av)?IT
晶闸管电流有效值： IT?Id(1.5?2)IT1.573?0.577Id （3.7）
考虑(1.5～2)倍的裕量，则晶闸管的额定电流：
ITN??(1.5?2)?0.577Id1.57?0.368Id?1.5?2? （3.8）
式中，Id取电动机额定电流136A，代入式3.8得：
ITN?(1.5?2)IT1.57?(1.5?2)?0.577Id1.57?0.368Id?1.5?2?
取ITN?100A。故选晶闸管的型号为KP100—10D。
3.2.4 电抗器参数的计算
为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器Ld，称平波电抗器。其主要参数有流过电抗器的电流一般是已知的，因此电
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