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1、电气传动自动控制系统课程设计(毕业论文)1课程设计报告书题目:电气传动自动控制系统报告人:学号:班级:指导教师:完成时间:2013年7月14日同组人:电气信息学院专业实验中心目录一.设计任务11.设计目标:1(1)系统基本功能:1(2)已知条件:1(3)稳态/动态指标:静态:s%≤5%D31(4)期望调速性能示意说明:静差率小于5%,调速范围D32(5)系统电路结构示意图:22.客观条件:2(1)使用设备列表清单及主要设备功能描述:2二.系统建模(系统固有参数测定实验内容)31.实验原理3(1)变
2、流电源内阻Rn的测定:3(2)电枢内阻Ra、平波电感内阻Rd的测定:4(3)电动机电势转速系数Ce的测定:4(4)整流电源放大系数Ks的测定:5(5)电枢回路电磁时间常数TL的测定:5(6)电枢回路机电时间常数Tm的测定:62.原始数据73.数据处理84.实验结果10三.系统设计101.系统理论设计内容:10(1)系统设计理论:10(2)ACR的PI参数计算:33(3)ASR的PI参数计算:342.Matlab仿真:35(1)系统仿真电路图:35(2)仿真结果:35四.系统调试42(一)调试步骤:
3、42(1)单元调试:42(2)系统调试:42(二)原始数据及数据处理图表:43五.系统评估46系统实际性能评价:46系统误差分析:47必要的实验问题分析:47一.设计任务1.设计目标:(1)系统基本功能:该调速系统能进行平滑的速度调节,负载电机不可逆运行,系统在工作范围内能稳定工作。(2)已知条件:(3)稳态/动态指标:静态:s%≤5%D3动态:i%≤5%n%≤10%(4)期望调速性能示意说明:静差率小于5%,调速范围D3。(5)系统电路结构示意图:2.客观条件:(1)使用设备列表清单及主要设备功
4、能描述:MCl-Ⅲ型电力电子及电气传动教学实验台直流电动机:PN185W,UN220V,IN1.1A,nN1600rpm。发电机负载:PN100W,UN200V,IN0.5A,nN1600rpm。转速计:测量电机的转速并显示。FBS速度变换器:将直流测速发电机的输出电压进行滤波,滤除交流分量并变换为能满足系统需要的与电动机转速成正比的电压作为系统的转速反馈信号。零速封锁器DZS:当系统处于停车状态时,即给定电压为零,同时电动机转速速也为零时。将系统中所有调节器锁零,以避免停车时,由于个调节器的零点
5、漂移,致使晶闸管整流电路有微量的输出,从而使保证电机不会爬行。速度调节器ASR:稳定转速,使转速保持在nUsn/α的数值上。式中Usn为速度调节器的给定电压,α为转速反馈系数,调节RP6,即可整定α的数值,因此在负载变化(或参数变化或各环节产生扰动)而使转速出现偏差时,则靠ASR的调节作用来消除速度偏差,保持转速恒定。式中Usn为速度调节器的给定电压,调节RP1,即可调节Usn的大小,亦即调节转速的大小。电流调节器ACR:①稳定电流,使电流保持在IdU*i/β的数值上,式中β为电流反馈系数。从而依
6、靠ACR的调节作用,可限制最大电流,U*im为电流调节器给定电压的最大值,调节RP4,即可调节U*im的大小,亦即调节最大电流Idm的数值。②当电网波动时,ACR维持电流不变的特性,使电网电压的波动,几乎不对转速产生影响。电流反馈与过流保护FBC+FA:作用是直接将直流电流转换成与之成正比的电压信号,把控制电路与主电路隔离起来,当主电路电流超过某一值时,关闭主电路电源开关,进行限流保护。示波器(TDS1012):观察电压,电流,转速等信号的波形。若干电源线,三相可调电阻器,电容,万用表等等二.系统
7、建模(系统固有参数测定实验内容)1.实验原理(1)变流电源内阻Rn的测定:a.电路示意图如下:可以等效如下:b.利用伏安法可以测出内阻Rn的大小:方法是在电机静止,电枢回路外串限流电阻,固定控制信号Uct大小,0.5A≤Id≤1A的条件下用伏安法测量Ud1,Id1和Ud2,Id2;利用公式可以求得Rn。(2)电枢内阻Ra、平波电感内阻Rd的测定:a.电路示意图如下:b.实验方法步骤:电机静止,电枢回路外串限流电阻固定控制信号Uct大小,Id≈1A额定负载热效点使电枢处于三个不同位置(如上图约120
8、o对称)进行三次测量Ura,Urd,Id,求Ra,Rd的平均值.3电动机电势转速系数Ce的测定:a.实验原理:由公式可以推导出Ce的测定公式:b.实验方法步骤:空载启动电机并稳定运行(Id0大小基本恒定)给定两个大小不同的控制信号Uct,测量两组稳定运行时的Ud、n数据4整流电源放大系数Ks的测定:a.实验原理:Ks可以根据公式Ud0Ks*Uct可知Ks就是以Uct为横坐标Ud0为纵坐标的如下图曲线中线性段的斜率。故可以通过公式测定Ks.b.实验方法步骤:分级调节控制信号Uct大小
