电气传动控制系统课程设计

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1、中国民航大学本科课程设计说明书中国民航大学ElectricDriveControlSystemCourseDesign《电气传动控制系统》课程设计说明书指导老师：张健中国民航大学本科课程设计说明书目录一、设计参数及要求………………………………………………………………………2二、调速的方案选择………………………………………………………………………21、电动机供电方案…………………………………………………………………………22、系统的调速方法…………………………………………………………………………33、调节器的选择…

2、…………………………………………………………………………33、确定系统的总体结构……………………………………………………………………4三、双闭环调速系统的稳态分析及稳态参数计算………………………………………61、稳态结构图及静特性……………………………………………………………………72、稳态参数计算……………………………………………………………………………7四、转速、电流双闭环直流调速系统的动态数学模型…………………………………81、直流电机的传递函数……………………………………………………………………82、电力

3、电子变换器的传递函数……………………………………………………………93、双闭环直流调速系统动态结构图……………………………………………………10五、转速、电流双闭环直流调速系统调节器的工程设计………………………………111、电流调节器结构的选择及参数设计…………………………………………………112、转速调节器结构的选择及参数设计…………………………………………………12六、系统的计算机仿真……………………………………………………………………131、利用MATLAB建立双闭环直流调速系统的仿真模型………………………

4、…………132、利用仿真曲线分析系统启动过程……………………………………………………153、利用仿真曲线验证系统性能指标……………………………………………………16七、参考文献………………………………………………………………………………16-13-中国民航大学本科课程设计说明书一、设计参数及要求某双闭环直流调速系统采用晶闸管三相桥式全空整流电路供电，数据如下：直流电动机：,,，，允许过载倍数；晶闸管装置发达系数；电枢回路总电阻；电枢回路电磁时间常数，机电时间常数；电源电压转速给定的最大电压为；转速调节器输出限幅值

5、；电流调节器输出限幅值。转速设计要求为：（1）稳态指标：无静差（2）动态指标：电流超调量，空载启动到额定转速时的超调量。（3）利用MATLAB软件进行直流调速控制系统的仿真，要求有仿真曲线及分析结论。二、调速的方案选择1、电动机供电方案静止式可控整流器用大功率开关器件构成可控整流器，以获得可调的直流电压。整流设备一般都是通过变压器与电网连接的，因此其工作频率为工频，初级电压即为交流电网电压。经过变压器的耦合，主电路可以得到一个合适的输入电压，然后采用大功率开关器件进行整流，并通过移相控制以保持输出电压的稳定，可使

6、开关器件在较大的功率因数下运行，故可以得到很高的稳压和稳流精度及很短的动态响应时间。变流主电路和电网之间用变压器隔离,还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分,减小电网污染。结合本次设计的的小型直流调速系统的结构、供电质量以及成本等因素，选择由晶闸管构成的相控电源供电。其整流方式有全波整流和半波整流。半波整流利用晶闸管单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得仅有正半部分，负半部分则损失掉。全波整流使交流电的两半周期都得到了利用，在输入三相正弦工频交流电的情况下，三相桥式整流输出频率更高，脉动成分低，可获得更

7、高的供电质量。-13-中国民航大学本科课程设计说明书2、系统的调速方法图1理想快速启动过程根据反馈控制规律可知，采用某一物理量的负反馈构成闭环控制，可以近似地保持该量恒定不变。采用比例积分调节器的转速负反馈单闭环调速系统，既保证了系统的稳定性，又能实现转速无静差，引入电流截止负反馈环节后，能够限制启动和堵转时的冲击电流。但是系统的动态性能还不能令人满意。这是因为电流截止负反馈只能限制最大电流，系统起动时，随着转速的上升，反馈电压的增加及电机反电动势的增长，会使电枢电流达到最大值后迅速降低下来，电动机转矩亦迅速减小

8、，使起动加速过程变长。对于经常处于起动、制动、反转运行的生产机械，为了提高生产效率和加工质量，要求尽量缩短过渡过程时间。一个比较理想的办法是，在整个起动过程中，充分利用电动机的过载能力，将电枢电流保持在最大允许值上，电动机输出最大转矩，转速直线迅速上升，使过渡过程时间大大缩短，得到理想起动过程。3、调节器的选择积分调节器的优点是实现了稳态无静差，但它的暂态特性却不如比例控