无环流直流可逆调速系统的分析设计与仿真课程设计

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1、无环流直流可逆调速系统的分析设计与仿真摘要许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没

2、有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电路进行了计算和设计。运用了一种基于Matlab的Simulink和PowerSystem工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速电流双闭环逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。重点介绍了无环流逻辑切换装置及其建模，给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，实验结果表明仿真结果非常接近理论波形，可信度较高。关键词:直流电机；环流；逻辑无环流可逆调速；Matlab仿真目录第一章绪论11.1课题

3、研究的目的与意义11.2我国电力拖动自动控制系统的发展概况1第二章MATLAB的基本知识32.1MATLAB的介绍32.2MATLAB（Sumilink）的介绍42.3Simulink使用52.3.1Simulink定义52.3.2Simulink的模块库介绍52.3.3Simulink功能模块的处理52.4观察Simulink的仿真结果72.4.1Simulink的运行7第三章直流电动机基本理论103.1直流电动机工作原理与调速方法103.2他励直流电动机的反接制动113.2.1电压反向反接制动—迅速停机113.2.2电

4、动势反向反接制动—下放重物13第四章无环流可逆调速系统工作过程分析154.1无环流可逆调速系统简介154.2逻辑无环流调速系统主电路和系统控制电路的系统组成154.3逻辑无环流调速系统的原理图164.4逻辑无环流系统工作原理16第五章系统各环节模块的设计195.1主电路的设计195.1.1主电路的模型195.1.2主电路的组成及其工作原理195.1.3主电路参数的设定及仿真模型205.2电流调节器设计215.2.1电流环结构图的简化215.2.2电流调节器结构的选择225.2.3电流调节器的参数计算225.2.4电流调节器

5、的作用235.3转速调节器设计235.3.1转速环结构图的简化235.3.2转速调节器结构的选择245.3.3转速调节器的参数计算245.3.4转速调节器的作用245.4检测环节和反馈环节设计255.4.1检测回路255.4.2反馈环节的设定265.5逻辑控制器设计275.5.1逻辑控制器模型275.5.2逻辑控制器的工作原理275.5.3逻辑控制器的组成285.5.4DLC输入输出逻辑控制表29第六章调速系统的调试及动态仿真316.1逻辑无环流调速系统的动态仿真316.2图形分析33第七章总结34参考文献35致谢36第一

6、章绪论1.1课题研究的目的与意义直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高等优点，因而直流电机调速系统在工业传动系统中的到广泛应用。在实际的生产中，许多生产机械不仅要求调速系统能够完成调速的任务，而且还要求系统能够可逆运转，例如可逆式初轧机的可逆轧制、龙门刨床工作台的往返运动、矿井卷扬机和电梯的提升和下降、电气机车的前进和后退等；有些生产机械虽然不要求可逆运行，但要求能进行快速电气制动，如连轧机煮传动及其开卷机、卷取机等。从直流电动机的工作原理可知，要使其制动或者改变旋转方向，就

7、必须改变电动机的电磁转矩的方向。改变电动机电磁转矩的方向有两种方法：一种是改变电动机电枢电压的极性，另一种是改变励磁磁通的方向。与此对应，晶闸管-直流调速系统的可逆线路有两种：电枢反接线路和励磁反接可逆线路。对于大容量的系统，从生产角度出发，往往采用既没有直流平均环流，有没有脉动环流的无环流可逆系统。无环流可逆系统省去了环流电抗器，没有了附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。和有环流系统相比，因环流失败造成的事故率大为降低。因此，无环流可逆调速系统在生产中被广泛运用。所以我选择了用MATLAB仿真软件来研究

8、电动机中无环流直流可逆调速系统的分析设计与仿真。以考察自己的所学的知识和分析能力,达到理论与实际相结合的目的。第二章MATLAB的基本知识2.1MATLAB的介绍MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术