v-m双闭环不可逆直流调速系统设计

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1、运动控制系统课程设计题目：某V-M双闭环不可逆直流调速系统设计专业班级：姓名：学号：指导教师：评阅意见：指导老师签名：日期：2014年月日目录1绪论11.1研究背景11.2研究目的与意义12课程设计概述与要求22.1课程设计概述22.2　课程设计要求23转速、电流双闭环直流调速系统的组成34调速系统主电路元部件的确定及其参数计算44.1　变压器参数选取44.1.1　变压器二次侧电压U2的计算44.1.2　一次、二次侧相电流I1、I2的计算44.1.3变压器容量S的计算54.2平波电抗器参数计算54.2.1电流连续的临界电感量L1的计算54.2.2限制输出电流脉动的临界电感量L2的计算54.2

2、.3电动机电感量LD的计算64.2.4实际串入平波电抗器的电感量L的计算64.3可控晶闸管参数计算64.3.1晶闸管的额定电压计算64.3.2晶闸管的额定电流计算74.3.3三相桥式全控整流电路原理74.3.4整流电路及晶闸管保护电路设计84.4过电压保护和du/dt限制94.5过电流保护和di/dt限制105控制系统设计105.1双闭环调速系统的动态结构105.2电流调节器的设计115.2.1电流环结构框图的化简115.2.2电流环结构框图小惯性环节近似处理125.2.3电流调节器结构的选择125.2.4电流调节器的实现135.2.5电流调节器的参数计算135.3　转速调节器的设计155.

3、3.1转速环结构框图的化简155.3.2转速调节器结构的选择165.3.3转速调节器的实现175.3.4转速调节器的参数计算176触发电路的选择与原理图197双闭环直流调速系统MATLAB仿真228设计总结239参考文献24附录V-M双闭环不可逆直流调速系统电气原理图251绪论1.1研究背景双闭环不可逆调速系统在上世纪七十年代在国外一些发达国家兴起，经过数十年的发展已经成熟，在二十一世纪已经实现了数字化与智能化。我国在直流调速产品的研发上取得了一定的成就，但和国外相比仍有很大差距。我国自主的全数字化直流调速装置还没有全面商用，产品的功能上没有国外产品的功能强大。而国外进口设备价格昂贵，也给国

4、产的全数字控制直流调速装置提供了发展空间。目前，发达国家应用的先进电气调速系统几乎完全实现了数字化，双闭环控制系统已经普遍的应用到了各类仪器仪表，机械重工业以及轻工业的生产过程中。随着全球科技日新月异的发展，双闭环控制系统总的发展趋势也向着控制的数字化，智能化和网络化发展。而在我们国内，双闭环控制也已经经过了几十年的发展时期，目前已经基本发展成熟，但是目前的趋势仍是追赶着发达国家的脚步，向着数字化发展。1.2研究目的与意义直流电动机因具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛应用。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—

5、电动机调速系统（简称V-M系统）。采用速度、电流双闭环直流调速系统,可以充分利用电动机的过载能力获得最快的动态过程，调速范围广，精度高，和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性，动态和静态性能均好，且系统易于控制。双闭环系统的转速环用来控制电动机的转速，电流环控制输出电流；该系统可以自动限制最大电流，能有效抑制电网电压波动的影响；且采用双闭环控制提高了系统的阻尼比，因而较之单闭环控制具有更好的控制特性。尽当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中V-M系统的应用还是有相当的比重。所以以此为课题

6、进行研究具有一定的实用价值。2课程设计概述与要求102.1课程设计概述某电动拖车，V-M双闭环不可逆直流调速系统，技术要求：1.该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作。2.系统静特性良好，无静差（静差率s≤0.2）。3.动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤8-10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s。4.系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续。5.调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。2.2课程设计要求1.根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型

7、式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。2.调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）。3.驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发器电路均可）。4.动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。5．绘制V-M双闭环直流不可逆调速