直流斩波调速系统的设计

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1、皖西学院课程设计任务书系别：机电系专业：07机械(电子方向)学生姓名：胡献华胡中武学号：20090116742009011675课程设计题目：直流斩波调速系统的设计起迄日期:11月5日~11月17日课程设计地点:指导教师:俞鹤下达任务书日期:2012年11月5日23课程设计任务书1．本次课程设计应达到的目的：设计一个用直流斩波实现直流调压，控制直流电动机的转速的电路。电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节是：整流电路、斩波电路及保护电路。控制电路主要环节是触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。主电路电力电了开关器件要采用IGBT或MOSFET，并且系统具有完善的保护。

2、2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行液体混合装置控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：实现无级凋速，且调速范围大于等于20，其动态性能为6％≤10％，具有过电流、过电压、转速过载保护特性。控制对象直流电动机：型号Z2-12，效率=71．5％，额定电压U=110V，转速w=3000r／nin，功率w=1.1kW，磁功率W1=4.5kW，I=12A，GDD=11kg.m2。23课程设计任

3、务书3．对本课程设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1、熟悉、分解设计任务，查找资料熟悉相关电器元件的用法；2、画出电路图，写出控制电路的工作原理；3、安装、试机；4、撰写设计报告、调试报告、设计心得体会。4．主要参考文献：1.顾绳谷．电机与拖动基础．机械工业出版社，19802.方承远．工厂电气控制技术．北京：机械工业出版社，20023.齐占庆.机床电气控制设备.机械工业出版社，19874.杨玉娟.机床电气控制.机械工业出版社，19865.赵秉衡.工厂电气控制设备.冶金工业出版社.20016.李仁．电器控制．北京：机械工业出版社，19987.赵明．

4、工厂电气控制设备．北京；机械工业出版社，19858.陈远龄．机床电气自动控制．重庆：重庆大学出版社，19999.工厂常用电气设备手册．北京：中国电力出版杜，199810.陈本孝．电器与控制．武汉：华中理工大学出版社，199611.熊葵谷．电器逻辑控制技术．北京：科学出版社，199823课程设计任务书5．本课程设计课题工作进度计划：起迄日期工作内容2012年11月5日~11月5日11月6日~11月9日11月10日~11月16日11月17日下达设计任务查阅材料,方案设计;完成设计初稿答辩、成绩考核教研室主任审查意见：负责人签字：年月日23摘要长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等

5、特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机在控制领域和高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。直流电动机转速的控制方法可分励磁控制法与电枢电压控制法两类。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制；而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R即可改变端电压，达到调速目的。然而这种传统的调压调速方法效率低。目前,市场上用的最多的IGBT直流斩波器,它是属于全控型斩波器，它

6、的主导器件采用国际上先进的电力电子器件IGBT，由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR斩波器的缺点。该斩波器能为煤矿窄轨电机车配套的调速装置针对不同的负载对象，做一些少量的改动又可用于其它要求供电电压可调的直流负载上。与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比，具有明显的优点。关键字：直流电动机、调速、直流斩波23第一章系统工作原理直流电机斩波调速控制系统的原理框图如图1-1所示：图1-1原理框图1.1结构与调速原理直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是

7、产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。直流电机斩波调速原理是利用可