V-M双闭环直流可逆调速系统

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1、课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:V-M双闭环直流可逆调速系统设计初始条件：1．技术数据：晶闸管整流装置：Rrec=0.5Ω，Ks=40。负载电机额定数据：PN=8.5KW，UN=230V，IN=37A，nN=1450r/min，Ra=1.0Ω，Ifn=1.14A，GD2=2.96N.m2系统主电路：Tm=0.07s，Tl=0.017s2．技术指标稳态指标：无静差（静差率s≤2,调速范围D≥10）动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）要求完成的主要任务:（包括课

2、程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1．技术要求：(1)该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，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≤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≤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52．设计内容：(1)根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环

3、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)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(4)绘制V-M双闭环直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）(5)整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书时间安排：查阅资料12月21-12月23任务设计12月24-12月30校正打印12月31指导教师签名：年月日系主任（或责任

4、教师）签名：年月日5摘要本设计是基于V-M调速系统的直流电动机可逆调速系统，设计中使用工程法对双闭环调速系统的ACR及ASR进行整定。主电路采用由晶闸管构成的三相桥式可控整流电路，可逆方案采用两组晶闸管反并联的方式，晶闸管的触采使用由集成芯片TC787构成的触发电路。系统同时还具有过压、过流、缓冲保护等措施。系统不论是稳态性能还是动态性能都满足了设计要求。关键字：双闭环可逆调速三相桥式整流TC7875目录1概述22设计任务及要求22.1设计任务22.2设计要求33理论设计33.1方案论证33.1.1可逆调速方案的选择33.1.2控制

5、方案的选择43.2系统设计53.2.1电流调节器设计73.2.1.2确定时间常数73.2.1.3确定电流调节器结构73.2.1.4计算电流调节器参数83.2.1.5校验近似条件83.2.1.6计算调节器电阻和电容83.2.2速度调节器设计93.2.2.1确定转速调节器时间常数93.2.2.2选择转速调节器结构93.2.2.3计算转速调节器的参数93.2.2.4校验近似条件103.2.2.5计算调节器电阻和电容103.2.2.6校核转速超调量114系统主电路设计114.1主电路原理图及说明114.2主电路参数计算及选型124.2.1整

6、流变压器的计算124.2.2平波电抗器的计算1354.3晶闸管元件的选型134.4保护电路的设计144.4.1过压保护电路144.4.2过电流保护电路144.4.3缓冲电路设计145控制及驱动电路设计155.1触发电路设计155.2调节器设计165.3系统辅助电源设计176总结与体会186.1设计总结186.2心得体会18参考文献195武汉理工大学《电力拖动自动控制系统》课程设计说明书V-M双闭环直流可逆调速系统设计1概述直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床

7、、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。有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地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，而常用的电力电子器件，比如大功率晶闸管不具有双导电性，此时的电机调速系统就需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统。常用的电机调速控制系统有转速闭环控制系统和电流闭环

8、控制系统，二者都可以在一定程度上克服开环系统造成的电动机静差率、调速范围不满足设计要求的情况。实际设计中常采用转速、电流双闭环控制系统，一般使电流环作为控制系统的内环，转速环作为控制系统的外环，以此来调高系统的性能。2设计任务及要求2