直流调速系统设计与仿真论文草案毕业设计.doc

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1、沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）直流调速系统设计与仿真论文草案毕业设计第1章绪论51.1直流调速系统的形成及发展概况51.2课题的提出及研究意义61.3课题分析与研究计划81.4社会经济效益8第2章晶闸管直流调速系统开环特性102.1直流调速系统的动态指标102.2晶闸管电动机直流调速系统存在的问题122.3晶闸管开环直流调速系统与开环机械特性13第3章转速负反馈单闭环直流调速系统的分析173.1转速负反馈单闭环直流调速系统的问题的提出173.2闭环调速的特性193.3开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系203.4转速负反馈控制的规律223.5反馈控

2、制闭环直流调速系统的动态分析243.6反馈控制闭环直流调速系统的稳定条件253.7关于PI调节器253.8无静差直流调速系统及其稳态参数计算28第4章转速、电流双闭环调速系统及特性314.1转速、电流双闭环调速系统的工作原理314.2双闭环直流调速系统的组成334.3双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性344.4双闭环直流调速系统的数学模型354.5双闭环直流调速系统的起动过程分析364.6双闭环直流调速系统的动态性能分析384.7双闭环直流调速系统两个调节器的作用39第5章硬件实验部分405.1不可逆单闭环直流调速系统静特性实验405.1.1实验前的准备405

3、.2双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验425.2.1实验前的准备42II沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）5.2.2实验的操作43第6章直流调速系统的软件仿真部分476.1晶闸管开环直流调速系统仿真476.1.1系统的建模和参数设置476.1.2系统的仿真、仿真结果的输出及结果分析526.1.3仿真的结论556.2转速负反馈单闭环直流调速系统的仿真556.2.1转速负反馈有差直流调速系统仿真556.2.2转速负反馈无静差单闭环直流调速系统仿真606.3转速、电流双闭环直流调速系统仿真626.3.1系统的建模与仿真参数的设置626.3.2系统的仿真与结果分

4、析63结论65参考文献66致谢67附录Ⅰ单闭环晶闸管不可逆直流调速实验接线图68附录Ⅱ双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验接线图69II沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）第1章绪论1.1直流调速系统的形成及发展概况1904年出现了电子管，它能在真空中对电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开了电子技术之先河。后来出现了水银整流器，它把水银封于管内，利用对其蒸汽的电弧可对大电流进行控制，其性能和晶闸管相似。在30年代到50年代，是水银整流器发展迅速并大量应用的时期。广泛用于电化学工业、电气铁道直流变电所以及轧钢用直流电动机传动，甚至用于直流输电。这一时期

5、，整流电路的理论已经发展成熟并广为应用。在晶闸管出现以后的相当一段时期内，所使用的电路形式仍然是这些形式。在这一时期，把交流变为直流的方法除水银整流器外，还有更早的电动机-直流发电机组，即变流机组。和旋转变流机组相对应，静止变流器的称呼从水银整流器开始而沿用至今。1947年美国著名的贝尔实验室发明了晶体管，引发了电子技术的革命。最先用于电力领域的半导体器件是硅二极管。晶闸管出现后，由于其优越的电气性能和控制性能，使之很快就取代了水银整流器和旋转交流机组，并且其应用范围也迅速扩大。电化学工业、铁道电气机车、钢铁工业（轧钢用电气传动、感应加热等）、电力工业（直流输电、

6、无功补偿等）的迅速发展也有力地推动了晶闸管的进步。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的。晶闸管是通过对门极的控制能够将其导通而不能使其关断的器件，因而属于半控型器件。对晶闸管电路的控制方式主要是相位控制方式。机组供电的直流调速系统在20世纪60年代以前曾广泛地使用着，但该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台励磁发电机，因此设备多，体积大，费用高，效率低，安装须打地基，运行有噪声，维护不方便。为了克服这些缺点，在60年代以后开始采用各种静止式的变压或变流装置来替代旋转变流机组。采用晶闸管或汞弧整流

7、器的离子拖动系统是最早应用静止式变流装置供电的67沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）直流调速系统。它虽然克服了旋转变流机组的许多缺点，而且还大大缩短了响应时间，但闸流管容量小，汞弧整流器造价较高，维护麻烦，万一水银泄漏，将会污染环境，危害人身健康。1957年，晶闸管（俗称可控硅整流元件，简称“可控硅”）问世，到了20世纪60年代，已生产出成套的晶闸管整流装置，逐步取代了旋转变流机组和离子拖动变流装置，使变流技术产生了根本性的变革。通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现平滑调速。和旋转变流机组及离子拖动变

8、流装置相比