江西理工大学电力拖动课程设计_某型铣床的主驱动系统设计

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1、江西理工大学应用科学学院课程设计江西理工大学应用科学学院电力拖动综合课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：设计题目：某型铣床的主驱动系统设计设计报告格式25分设计内容45分答辩考勤总计得分封面3页面布局5目录格式3图表质量4间行距、字体5页眉页脚5设计题目分析5系统控制方案8设备计算、选型7电气原理图调节器参数整定或程序设计101020主电路5控制电路5总图52012年11月江西理工大学应用科学学院课程设计目录第1章设计任务分析31.1课题的要求与内容31.2系统的概述与分析：3第2章电力拖动系统的性能指标分析52.1机械特性52.2调速特性

2、52.2.1稳态性能指标52.2.2动态性能指标6第3章电动机的选择73.1电机容量的原则73.2电机电气线路8第4章控制系统设计104.1双闭环动态抗扰性能104.2闭环系统分析及参数计算124.3直流调速系统用的可控整流装置12第五章系统校正与参数整定155.1拖动对象的参数计算155.2预制参数设置155.3调节器参数计算155.4调节器的实现及器件选择165.5检测电路参数设置185.6调节器限幅输出电路195.7平波电抗器的计算19总结20参考文献21江西理工大学应用科学学院课程设计某型铣床的主驱动系统设计第1章设计任务分析1.1课题的要求与内

3、容某型铣床采用镶齿锯片铣刀，驱动电机采用直流电动机，铣刀最大直径500mm，最小直径100mm，铣刀允许最大切削速率20m/s，最高切削速度下最大许用切削力500N，铣刀最大许用切削力矩500N*M，铣刀卡盘、联动轴和铣刀飞轮矩为75N*m2。试设计此拖动系统，要求切削速率1-20m/s无级可调，设定速度后空载到最大吃刀深度速度波动小于10%。铣床工作现场有三相四线制380V交流电源，100A空开保护，最大电压波动，通风良好，环境干燥，无粉尘，现场无防爆要求。1.2系统的概述与分析：根据课题的要求该系统对电机的转速控制采用无静差直流调速系统进行控制。无静

4、差直流调速系统可分为：1转速负反馈，2电压负反馈3电流正反馈等4附加电流正反馈的电压负反馈等几种直流调速系统。双闭环直流调速系统电路原理图如图1-1所示：图1-1双闭环直流调速系统原理图ASR—转速调节器ACR—电流调节器TG—测速发电机TA—电流法互感器UPE—电力电子变换器UN*--转速给定电压Un--转速反馈电压Un*--电流给定电压Ui—电流反馈电压采用比例积分调节器以实现无静差，采用电流截止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号Ui。当电流超过截止电流Idcl时，Ui高于稳压管VS的击穿电压，使晶体

5、管VBT导通，则PI调节器的输出电压Uc接近于零，电力电子变换器UPE的输出电压Ud急剧下降，达到限流的目的。江西理工大学应用科学学院课程设计当电动机电流低于其截止值时，由如下系统稳态结构图框图所示：图1-2系统稳态结构图江西理工大学应用科学学院课程设计第2章电力拖动系统的性能指标分析2.1机械特性我们称n=f(T)为电动机的机械特性，n=f(Tz)为生产机械的负载转矩特性。一．恒转矩负载特性当转速变化时，负载转矩的大小保持不变称为恒转矩负载特性。可分为：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。二．恒功率负载特性恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速的变化

6、而变化。由于Pz=Tz·Ω=Tz·=k,则Tz=·=（2-1）式中常数k1=9.55k.由式中可知，恒功率负载的转矩与转速成反比。以上三类负载机械特性是从各种实际负载中概括出来的典型化的负载机械特性，实际负载机械特性可能是以某种典型特性为主的几种典型特性的组合。如果拖动对象的负载特性没有给出，则需要通过分析、实验等方法求取，具体方法可查阅相关文献。当拖动对象的负载特性确定后，电力拖动系统能够工艺设备正常工作的必要条件和充分条件是：1.必要条件:电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在。（2-2）2.充分条件:在交点处满足。或者说，在交点的转速以上存在

7、,在交点的转速以下存在。（2-3）由此，我们可大致解算出电力拖动系统需要具有的基本参数，包括选用电动机应该具有的输出转矩、输出功率、最大转速和拖动系统的人为机械特性。2.2调速特性（1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速；（2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；（3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。2.2.1稳态性能指标我们给出调速范围和静差率的定义，这是电力拖动系统的

8、主要稳态特性指标：江西理工大学应用科学学院课程设计调速范围：生产机械要求电动机提