双闭环直流调速系统设计-论文

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1、.《电力拖动与运动控制系统》课程设计姓名：学号：专业：专题：双闭环直流调速系统的设计指导教师：设计地点：2014年4月...课程设计任务书专业年级学号学生姓名任务下达日期：2014年4月16日设计日期：2014年4月16日至2014年4月30日设计专题题目：双闭环直流调速系统的设计设计主要内容和要求：直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用，虽然交流电机得到了越来越多的使用，但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。针对附录中提供的直流电机参数，进行直流电机调速系统的设计。要求该直流调速系统调速范围宽、

2、起制动性能好、可四象限运行，具体设计内容如下：1.绪论介绍直流调速在工业生产中的应用及直流调速理论的发展，通过调查市场上的直流调速产品，了解目前直流调速产品的结构与功能。2.直流调速系统的主电路设计(1)根据提供的直流电动机参数，选择相应的主电路形式，主电路主要采用两种形式：基于H桥的直流脉宽调速系统、晶闸管—电动机直流调速系统。(2)根据附录中所提供的直流电机参数和选择的主电路形式，对主电路中的功率器件进行型号选择，并要求给出选择依据；(3)根据选择的主电路拓扑结构所采用的电力电子器件，设计或选择电力电子器件的驱动电路。要求给

3、出所设计或选择的晶闸管触发电路、全控型器件IGBT驱动电路的原理图，并对驱动电路的原理简要说明。(4)根据系统控制要求，选择相应的电压、电流和温度等传感器，要求给出具体型号；(5)要求在主回路设计中需给出相应的保护及缓冲电路；(6)列出所选用主电路的器件清单(包括：名称、型号、厂商、数量、参考价格)。3.直流调速系统的控制理论(1)给出双闭环直流调速系统的动态结构框图，掌握双闭环直流调速系统的起动过程与特点；...(2)根据提供的直流电动机参数和所设计的电力电子变换环节参数，确定动态结构框图各环节的具体参数；(3)运用工程化设计

4、方法对直流调速系统的调节器进行参数设计，要求必须给出限幅的具体参数及依据，以表格的形式总结所设计的转速调节器、电流调节器的参数；(4)利用Protel软件绘制带有内外限幅的PI调节器的模拟电路图，要求根据设计的PI调节器参数确定调节器中电阻和电容的参数；(5)给出确定各环节参数后的直流调速系统完整结构框图。4.双闭环直流调速系统的Matlab仿真(1)根据上述双闭环直流调速系统的动态结构框图，建立Matlab仿真模型，并对调节器参数设计的合理性进行验证；(2)运用Matlab/Simulink下的电机模型，建立基于电机模型的仿真

5、模型，并对调节器的参数作出调整。5.数字控制器的设计(1)硬件设计：根据所选数字处理器，进行相应硬件电路的设计，要求包括PWM输出、AD采样及信号处理电路、编码器接口等；(2)软件设计：给出双闭环直流调速系统的整体控制流程图，并给出增量式PI调节器、数字测速的程序流程框图。选用参数组别：直流电机3：额定功率Pe=1.5kW；额定电压Ue=156V额定电流Ie=11.5A；额定转速ne=1000r/min电枢回路总电阻R=2.4Ω;电磁时间常数Tl=0.004s;机电时间常数Tm=0.07s；电动势系数Ce=0.144V/（r.m

6、in-1)成绩：指导教师签字：日期：...摘要电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。直流电动机具有良好的起、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应用。转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系统确定下来后，重在对电路各元件参数的计算和器件

7、的选型，包括整流变压器、整流元件、平波电抗器、保护电路以及电流和转速调节器的参数计算。并通过Simulink进行系统的数学建模和系统仿真，分析双闭环直流调速系统的特性。最后给出参考资料和设计体会。关键词：直流调速双闭环转速调节电流调节自动控制...目录1.绪论11.1直流调速在工业生产中的应用及直流调速理论的发展11.2现有直流调速产品调查11.2.1西门子6RA70系列全数字直流调速装置11.3双闭环直流调速系统的基本组成与工作原理31.3.1双闭环直流调速系统的基本组成31.3.2双闭环直流调速系统的工作原理42.直流调速系

8、统中主电路的设计42.1本设计中选择的拓扑结构及其依据42.1.1主电路拓扑结构的选择与依据42.1.2主电路拓扑结构52.2电力半导体器件的选型及其依据62.2.1逆变器功率元件（IPM）的选择62.2.2整流部分元件的选择62.3直流滤波电解电容及其依据72