直流v-m双闭环直流不可逆调速系统设计

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1、课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:直流V-M双闭环不可逆调速系统设计初始条件：采用双闭环V—M不可逆调速系统。电动机参数为：，，，，，允许电流过载倍数为1.5，，，。采用三相桥式整流电路，电磁时间常数，，，。稳态无静差，电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量。要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1.原理说明，原理图、系统动态结构图；2.说明系统起动过程，调节器设计；3.设计ACR和ASR的电路并计算参数。4.系统仿真5.按规范格式撰写设计报告（参考文献不少于5篇）打印

2、时间安排：12月18日-21日查阅资料12月22日-24日方案设计12月25日-26日馔写程设计报告12月27日提交报告，答辩指导教师签名：2013年12月16日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。直流V-M双闭环不可逆调速系统是性能很好、应用广的直流调速系统。根据晶闸管的特性，通过调节触发延迟角α大小来调节电压。基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流

3、电路来供电。本文首先确定整个设计的方案和框图,然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数的计算，包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。接着驱动电路的设计包括触发电路和脉冲变压器的设计。最后，即本文的重点设计直流电动机调速控制器电路，本文采用转速电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速电

4、流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各部件，并对其参数的计算，包括给定电压、转速调节器、电流调节器、检测电路、触发电路和稳压电路的参数计算，然后采用Simulink对整个调速系统进行了仿真分析，最后画出了调速控制电路电气原理图。关键词：双闭环，晶闸管，转速调节器，电流调节器,Simulink目录1绪论11.1直流调速系统的概述11.2研究课题的目的和意义11.3双闭环晶闸管不可逆直流调速系统的发展趋势21.4本课题主要讨论问题22晶闸管整流器-电动机调速系统32.1晶闸管整流器-电动机调速系统原理32.2晶闸管整流器存在的问题43总体方案

5、的设计53.1双闭环直流调速系统53.1.1转速电流双闭环直流调速系统原理53.1.2起动过程分析63.2双闭环直流调速系统总设计框图73.3主电路结构83.4主电路的设计93.4.1变流变压器的设计93.4.2整流元件晶闸管的选择114单元模块设计134.1平波电抗器的设计134.2保护电路的设计154.3晶闸管的触发电路165双闭环动态设计185.1双闭环调速系统的组成185.2电流调节器的设计195.3转速调节器的设计216调速系统的仿真分析256.1系统的建模与参数设置256.2仿真结果分析26设计总结28参考文献29本科生课程设计成

6、绩评定表301绪论1.1直流调速系统的概述三十多年来，直流电机调速控制经历了重大的变革。首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变

7、电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。1.2研究课题的目的和意义直流电动机因具有良好的

8、起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛应用。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—电动机调速系统