单闭环直流电机调速课程设计

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1、课程设计任务书课程名称：电力电子技术课程设计题目：闭环直流电机控制系统设计设计内容与设计要求一．设计内容：1.系统总体方案确定：1.1用晶闸管整流实现直流调压，实现直流电动机的无级调速。1.2系统电路由主电路与控制电路组成：主电路主要环节：整流电路及保护电路。控制电路主要环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。1.3主电路电力电子开关器件采用晶闸管、IGBT1.4系统具有完善的保护2.主电路设计与分析2.1设计主电路；2.2计算主电路参数并选择主电路元器件选型；2.3设计主电路保护环节；3

2、.控制电路设计与分析3.1确定控制电路总体结构，要求采用单闭环控制；3.2设计速度调节器电路；3.3设计触发电路4.单闭环直流调速控制系统的调试或仿真4.1在实验室对设计的单闭环直流调速控制系统进行调试；4.2设计单闭环直流调速控制系统仿真模型，确定设计系统的性能指标。一．设计要求：1．设计思路清晰，给出整体设计框图；2．单元电路设计，给出具体设计电路；3．系统仿真时需给出仿真波形并进行分析。4．绘制总电路图5．写出设计报告；主要设计条件1．设计依据主要参数1）输入输出电压：三相交流，380V;2）主电路最大输出

3、电压、电流根据电机参数予以确定；3）要求电机能实现单向无级调速4）电机型号电机型号1：Z2-22额定参数2.2KW220V12.35A3000r/min电机型号2：Z2-71额定参数30KW225V158.5A3000r/min2.可提供实验设备或上机仿真说明书格式1．课程设计封面；2．任务书；3．说明书目录；4．系统方案确定；5．主电路设计6．控制电路设计（各单元电路图）；7．系统实验、电路改进、仿真等。8．总结与体会；9．附录（完整的总电路图）；10．参考文献；11、课程设计成绩评分表进度安排第一周星期一:课

4、题内容介绍和查找资料；星期二:总体电路方案确定星期三:主电路设计星期四:主电路元件选型星期五:控制电路设计；第二周星期一:控制电路设计星期二~三:系统调试及仿真等星期四~五:写设计报告，打印相关图纸；星期五下午:答辩及资料整理参考文献1．王兆安，电力电子技术（第5版）．机械工业出版社，2008.2．刘星平．电力电子技术及电力拖动自动控制系统．校内，2009.3.浣喜明，姚为正．电力电子技术．高等教育出版社，2008.4．刘祖润，胡俊达．毕业设计指导．机械工业出版社，1995.5.林飞，杜欣．电力电子应用技术的MA

5、TLAB仿真．中国电力出版社，2009.6．钟炎平．电力电子电路设计．华中科技大学出版社，2010.7．徐德鸿．现代电力电子器件原理与应用技术．机械工业出版社，2011.8．洪乃刚．电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真．机械工业出版社，2006.目录第1章概述1第2章系统总体方案确定22.1闭环调速系统的组成及其静特性32.1.1系统组成3第3章主电路设计43.1主电路结构设计43.2主电路参数计算及元器件选型43.2.1整流变压器T1参数计算43.2.2晶闸管参数计算53.2.3滤波电容计算53.2.4

6、平波电抗器计算53.3主电路保护设计63.3.1过电流保护63.3.2过电压保护6第4章单元控制电路设计74.1主控制芯片的详细说明及其外围元件设计74.2检测及控制保护电路设计74.3驱动电路的设计7第5章系统仿真105.1仿真参数计算10第6章总结14附录：15第1章概述目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流电动机具有良好的起、制动性能，调速范围广，静差率小，稳定性好以及具有良好的动态性能，在很多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，高性能交流调速技术发展很快，随着其应用范围

7、的逐渐扩大，有着取代直流调速系统的发展趋势。为了提高直流调速系统的动态、静态性能，通常要采用闭环控制系统。在对调速指标要求不高的场合，采用转速单闭环系统是最经济的选择，正因为这样，单闭环直流电机调速系统在日常生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能也被大众所认同。闭环系统把一部分的输出信号反馈回输入端，与输入端的信号进行比较，其差值作为实际的输入信号，能自动地调节输入量，提高系统的稳定性。在对调速系统有较高要求的领域，常利用直流电动机，然而，直流电动机开环系统稳定性不高，系统有较大转速差，不能够满足要求，所以可以

8、利用转速单闭环系统来提高稳态精度。但是，采用比例调节器的负反馈调速系统还是有静差的，为了消除系统静差，可以采用积分调节器代替比例调节器。单闭环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、测速发电机、闭环控制系统组成。通过调整晶闸管的控制角来调节转速，非常方便，高效。19第2章系统总体方案确定直流电动机有三种调速方法：①改变电枢电压调速②改变励磁磁通调速③改变