基于比例调节器的转速反馈控制系统设计 说明书

《基于比例调节器的转速反馈控制系统设计 说明书》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于比例调节器的转速反馈控制系统设计说明书长春大学课程设计纸前言电机自动控制系统广泛应用于机械，钢铁，矿山，冶金，化工，石油，纺织，军工等行业。这些行业中绝大部分生产机械都采用电动机作原动机。有效地控制电机，提高其运行性能，对国民经济具有十分重要的现实意义。20世纪90年代前的大约50年的时间里，直流电动机几乎是唯一的一种能实现高性能拖动控制的电动机，直流电动机的定子磁场和转子磁场相互独立并且正交，为控制提供了便捷的方式，使得电动机具有优良的起动，制动和调速性能。尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战，但

2、至今直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。因为它具有良好的线性特性，优异的控制性能，高效率等优点。直流调速仍然是目前最可靠，精度最高的调速方法。本次设计的主要任务就是应用自动控制理论和工程设计的方法对直流调速系统进行设计和控制，设计出能够达到性能指标要求的电力拖动系统的调节器。共15页长春大学课程设计纸第一章课程设计的目的和意义1.1电力拖动简介电力拖动是利用电动机拖动生产机械的工作机构使之运转的一种方法。由于各种生产机械的工作性质和加工工艺不同，对电动机的控制要求也不同。要使电动机按照生产机械的要求正

3、常、安全、高效、节能地运转，必须配备由一定的电器组成的控制线路。电力拖动控制线路课程特点是：（1）理论系统性强，前后连贯紧密，教学目标明确；（2）实践性强，技能训练与生产实际相联系，是理论教学直观有效的反馈评价途径。1.2课程设计的目的和意义1）了解单闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及其各主要单元部件的原理。2）掌握晶闸管直流调速系统的一般调速过程。3）认识闭环反馈控制系统的基本特性。4）掌握交、直流电机的基本结构、原理、运行特性。5）掌握交、直流电动机的机械特性及起动、调速、制动、反转的基本理论和计算方法。6）了解选择

4、电动机的原则和方法。7）学习低压电器基础知识，具备使用有关手册，图表资料的初步能力。8）学会分析电力拖动与自动控制系统中电动机的机械特性，各种运行状态及控制特性，掌握它们的基本原理和相应计算方法。9）掌握电力拖动控制理论和线路分析方法，具备排除一般故障的能力。10）通过实验、实习等教学环节，深化专业理论，增强动手能力，具备初步的电力拖动制动系统的调试能力。共15页长春大学课程设计纸第二章课程设计内容2.1技术指标电动机参数：PN=18KW,nN=1000rpm,UN=220V,IN=94A,Ra=0.15Ω。整流装置内阻R

5、rec=0.3Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=40，最大给定电压Unm*=15V，当主电路电流达到最大值时，整流电流反馈电压Uim=10V。要求系统满足调速范围D=20，静差率S≤10%，Idbe=1.5ＩN，Idcr=1.1ＩN，（R0=20KΩ）2.2设计要求1试画出系统的静态结构框图，并计算A：转速反馈系数α，B：调节器放大系数KpC：电阻R1的数值D：电阻R2的数值和稳压器Vs的击穿电压值。2要求：画出原理图A3图纸一张其中包括：Ⅰ：主电路采用：三相桥式全控晶闸管整流装置供电Ⅱ：直流电源电路，触发电路（采用锯齿波触

6、发电路）电流，转速反馈检测电路，保护电路，整流变压电路，励磁电路，控制电路等。Ⅲ：课程设计任务书一份。Ⅳ：课程设计说明书一份。共15页长春大学课程设计纸第三章方案确定3.1方案比较的论证3.1.1总体方案的论证比较对于直流电动机调速的方法有很多，而其各有它自己的优点和不足。各种调速方法可大致归纳如下：（１）弱磁调速通过改变励磁线圈中的电压Uf，使磁通量改变（Uf增大，磁通量增大；Uf增小，磁通量增小）。特点：保持电源电压为恒定的额定值，通过调节电动机的励磁回路的励磁电流大小，改变电动机的转速。这种调速方法属于基速以上的恒功

7、率调速的方法。在电流较小的励磁回路内进行调节，因此控制起来比较方便，功率损耗小，用于调节励磁的电阻器功率小，控制方便且容易实现，而其更重要的是此方法可以实现无级平滑调速，但由于电动机的换向有限以及机械强度的限制，速度不能调节得太高，从而电动机的调速范围也就受到了限制。（２）串联电阻调速即在电枢回路中串入一个电阻，其阻值的大小根据实际需要而定，使电动机特性变软，特点：在保持电源电压和气隙磁通为额定值，在电枢回路中串入不同阻值的电阻时，可以得到不同的人为机械特性曲线，由于机械特性的软硬度，即曲线斜率的不同，在同一负载下改变不同

8、的电枢电阻可以得到不同的转速，以达到调速的目的，属于基速以下的调速方法。这种方法简单，容易实现，而其成本较低，单外串电阻只能是分段调节，不能实现无级调速，而其电阻在一定程度上要消耗能量，功率损耗大，低速运行时转速稳定性较差，只能适应对调速要求不高的中小功率型电动机。（３）调节电枢电压调速电机降压起动是为