电机及其运动控制课程设计报告-双闭环v-m调速系统中主电路-电流调节器及转速调节器设计

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1、电机及其运动控制课程设计报告引言调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。从上世纪50年代末开始，晶闸管出现，且晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统，特别是大型电机项目，广泛应用于世界各国。常用的直流调速系统包括单闭环直流调速系统和转速、电流双闭环调速系统，以及融合了各种现代、智能控制方法的新型调速系统。在单闭环调速系统中，用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器的参数调速。单

2、闭环调速系统，相对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足，快速性还不够好。为了避免单闭环调速系统的种种缺点，我们可以采用转速、电流串级调速系统，即转速电流双闭环调速系统，采用两个调节器分别对转速和电流进行调节。基于电流和转速的双闭环直流调速系统在静态特性和动态特性上都能很理想，能很好的满足各种应用场所，是经典的控制系统。29电机及其运动控制课程设计报告摘要本课程设计从直流电动机原理入手，建立V-M双闭环直流调速系统，设计双闭环直流调速系统的ACR和ASR结构，其中主回路采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电，触发器采用KJ004触发电路，系统无

3、静差；符合电流超调量σi≤5%；空载启动到额定转速超调量σn≤10%。并详细分析系统各部分原理及其静态和动态性能，且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。关键词：双闭环；直流调速；无静差；仿真29电机及其运动控制课程设计报告DoubleclosedloopspeedregulationsystemofV-MMaincircuitcurrentregulatorandthedesignofthespeedregulatorAbstractThiscourseisdesignedfromDCmotor,establishthepri

4、nciplesofV-MdoubleclosedloopDCspeedcontrolsystemdesign,thedoubleclosedloopdcspeedcontrolsystemandthestructure,includingACRASRthemainloopthyristorthree-phasebridgetypeallcontrolthepowersupplyandtriggertherectifiercircuitKJ004triggercircuit,thesystemwithoutthestaticpoor;Accor

5、dwithcurrentovershootssigmaI5%orless;No-loadstarttotheratedspeedovershootsigman10%orless.Anddetailedanalysisofthesystemprincipleandthestaticanddynamicperformance,andthesystemofsimulinktovariousparameterssetsimulation.Keywords：doubleclosedloop；DCspeedcontrolsystem；withoutthe

6、staticpoor；simulation29电机及其运动控制课程设计报告目录引言1摘要2Abstract31.设计原理11.1系统设计原理11.2各环节原理11.2.1ACR原理11.2.2ASR原理21.2.3主电路原理31.2.4检测电路原理31.2.5保护电路41.2.6电源电路72.系统设计方法及过程82.1系统设计对象82.2系统设计原则92.3系统设计步骤92.3.1电流环的设计92.3.2转速环的设计123.系统仿真及分析173.1SIMULINK仿真模型建立173.2参数验证及优化193.3仿真分析223.3.1起动过程仿真

7、分析223.3.2抗负载扰动分析243.3.3抗电网电压扰动分析254.设计总结275.心得收获287.附录3129电机及其运动控制课程设计报告1.设计原理1.1系统设计原理双闭环V-M调速系统主要包括了以下几部分：ACR调节器、ASR调节器、主电路、检测电路、保护电路还有电源电路。我们着重进行了ACR和ASR的设计，同时也为其配置了合适的外围电路。双闭环调速系统的两个调节器的主要原理如下。调速系统的主要被控对象是转速，故把转速负反馈组成的环作为外环，以保证电动机的转速准确跟随给定电压，把由电流负反馈组成的环作为内环，把转速调节器的输出作为电

8、流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE，这就形成了转速、电流双闭环调速系统。转速、电流两个闭环之间实行嵌套链接，且都带有输出限幅电路，转速调