十机架连压机分部传动直流调速系统的设计

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1、十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计目录摘要11绪论22课程设计的任务32.1设计题目:十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计32.2基本参数32.2.1电动机参数32.3设计指标42.4设计要求43系统方案选择和总体结构设计53.1调速方案的选择53.1.1电动机供电方案的选择53.1.2调速系统方案的选择53.2总体结构设计64硬件设计84.1主电路的计算84.1.1整流变压器的计算84.1.2晶闸管元件的选择94.1.3晶闸管保护环节的计算104.1.4平波电抗器的计算124.2触发电路的选择与校验134.3控制电路的设计144.3.1给定电源和给定环节的设计144

2、.3.2转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静态参数设计144.4双闭环直流调速系统的动态设计144.4.1电流调节器的设计144.4.2转速调节器的设计165系统的MATLAB/Simulink仿真195.1系统的仿真模型195.1.1开环直流系统的仿真模型195.2双闭环的仿真模型205.3系统仿真的输出及结果分析215.3.1物理模型的仿真结果21结束语24参考文献25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。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。早期直流电动机

3、的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。本课题所论述的是转速、电流双闭环直流调速系统设计。主电路设计是依据晶闸管-电动机（V—M）系统组成，其系统由整流变压器TR、晶闸管整流调速装置、平波电抗器L和电动机-发电机组等组成。整流变压器TR和晶闸管整流调速装置的功能是将输入的交流电整流后变成直流电；平波电抗器L的功能是使输出的直流电流更平滑；电动机-发电机组提供三相交流电源。关键词：双闭环调速系统转速调节器电流调节器1绪论在

4、现代化工业中，为了满足各种生产工艺过程的要求，需要采用各种各样的生产机械这些生产机械大多数依赖于电动机的拖动。随着工艺技术的不断发展，各种生产机械，根据其工艺特点，对生产机械和拖动的电动机也不断提出各种各样的要求。这些不同的工艺要求，都是依靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的，并且每种拖动系统都是与控制转速密不可分的；因此调速控制技术将成为最基本的电力拖动控制技术。从根本上说，由于直流电动机的电枢电流和磁场能够独立进行控制，并且具有良好的启制动、正反转及调速等性能；因此，容易实现各种性能较高的直流电动机控制系统，也容易实现最佳化。这就是直流电动机在调速领域中仍占领主要

5、地位的原因。负反馈和PI调节器组成的单闭环的调速系统可以在保证稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求启制动、突加负载动态速降小等相关性能，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照要求来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的，但它只是在超过临界电流值以后，依靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许的最大值，使电力拖动系统尽可能产生

6、最大的启动加速度；达到稳定转速后，又让电流立即降下来使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程；因此我们采用了转速电流双闭环直流调速系统，能够解决上述各种问题。2课程设计的任务2.1设计题目:十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计在冶金工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，而连轧则是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法。其主要特点是被轧金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制最终形成一定的断面形状。连续轧制的基本条件是物质流量的不变性，即S1v1=S2v2…=Snvn=常数，这里S1…Sn和

7、v1…vn分别为被轧金属的横断面积和线速度。而连轧机的电气传动则应在保证物质流量恒定的前提下承受咬钢和轧制时的冲击性负载，实现机架的各部分控制和协调控制。每个机架的上下轧锟公用一台电动机实行集中拖动，不同机架采用不同电动机实行部分传动，各机架轧锟之间的速度则按物质流量恒定原理用速度链实现协调控制物质流量不变的要求应在稳态和过渡过程中都得到满足，因此，必须对过渡过程实践和超调量都提出相应的限制。连轧机的完整控制包括许多方面，本课题只考虑轧锟拖动的基本控制即调速问题，并以十机架轧机为例，至于张力卷取问题等将不涉及。2.