单闭环不可逆直流调速系统设计计划书

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1、单闭环不可逆直流调速系统设计计划书第1章设计要求1.1设计的目的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。掌握晶闸管直流调速系统的一般调速过程。认识闭环反馈控制系统的基本性。掌握交、直流电机的基本结构、原理、运行特性。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。了解选择电动机的原则和方法。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。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。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。通过实验、实

2、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。1.2设计要求1、首先要对系统进行方案论证，设计几种方案进行对比，选择其中最好的一种进行分析论证。2、对系统的硬件组成部分以及设计原理进行介绍，并且画出硬件组成部分电路图和做出相关计算。3、对系统做数据分析，并观察是否与系统论证相匹配。4、设计思路要清晰，给出整体设计框图。5、单元电路设计，给出具体设计思路和电路。6、分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。17第2章方案论证2.1　方案比较的论证2.1.1　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

3、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

4、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了避免高启动转矩和启动电流峰值,减小电动机启动过程的加速转矩和冲击电流对工作

5、机械、供电系统的影响。特点：在保持他励直流电动机的磁通为额定值的情况下，电枢回路不串入电阻的值时视两端的电压，即电源电压降低为不同的值时，可以获得与电动机固有机械特性相互平行的人为机械特性，调速方向是基速以下，属于恒转矩调速方法。只要输出的电压是连续可调的，即可实现电动机的无级平滑调速，而且低速运行时的机械特性基本保持不变。所以得到的调速范围可以达到很高，而且能实现可逆运行。但对于可调的直流电源成本投资相对其他方法较高。又由于电力电子技术的发展，出现了各种的直流调压方法，可分为如下两种：171）使用晶闸管可控整流装置的调速系统；2）使用脉宽调制的晶体管功率放大器调速系统。基于以

6、上的特点，当前有3种方法可供选择。方案Ⅰ　弱磁调速系统采用弱磁调速。由于弱磁调速方法的特点可以看出：功率损耗小，特别是用于调节励磁的电阻器功率小，控制方便而其容易实现，更重要的是可以实现无级平滑调速，为生产节约了生产成本。这是它的优点，但同时要注意到弱磁调速方法难以实现低速运行，以及可逆运行。只能在基速以上运行，且电动机的换向能力以及机械强度的限制，速度不能调得太高，这就限制了它的调速范围的要求，针对我们要设计的目标调速系统，速度要求在1500r/min，很明显这种调速方法难以做到，必须要配合其他的控制方法才能实现，这样成本将会升高，而且控制将会变得复杂，失去了弱磁调速本身所具

7、有的优点。方案Ⅱ　串联电阻调速系统采用串联电阻调速。这种方法最大的优点就是实现原理简单，控制电路简单可靠，操作简便。这种调速属于基速以下的调速方法，可以达到生产工艺对速度的要求。但它外串电阻只能是分段调节，不能实现无级平滑调速，而且电阻在一定程度上消耗能量，功率损耗比较大，低速运行时转速稳定性差，容易产生张力不平稳，难以控制。方案Ⅲ　调节电枢电压调速系统采用调节电枢电压的调速方法。这种可以获得与电动机的固有机械特性相平行的人为机械特性，调速方向是基速以下只要输出的电压是连续可调的，即可实现电