2011运动控制系统课程设计过程指导(设计示例).docx

《2011运动控制系统课程设计过程指导(设计示例).docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、信息工程与自动化学院《运动控制系统》课程设计过程指导（设计举例）专业：自动化班级：自动化2008级B方向张寿明编著昆明理工大学信自学院自动化系2011.11.25目录第一章课程设计任务2一、已知数据2二、指标要求2三、设计内容2第二章设计过程指导（设计举例）4一、总体方案的确定，画出系统组成结构图4二、主电路形式的确定励磁电路形式的确定4三、电枢整流变压器、励磁整流变压器、平波电抗器的参数计算5四、晶闸管、励磁电路整流二极管的参数计算与选择7五、晶闸管的过压、过流保护电路的设计8六、晶闸管触发电路的设计12七、电流给定检测及速度给定

2、检测环节的设计13八、电流调节器、速度调节器的设计13九、双闭环直流调速系统MATLAB仿真实例13第三章课程设计参考图13一、主电路13二、速度调节器、电流调节器13三、触发电路13四、稳压电源13第一章课程设计任务一、已知数据1、直流电动机型号：Z2-111(Z2系列外通风他励直流电动机)功率：100kW电压：220V电流：511A转速：1000r/min效率：89%最大励磁功率：1150W飞轮转矩：GD2=20.4kgm2他励电压：220V过载能力：λ=1.52、车间电源供电电源：U=380±10%，f=50Hz，电压阶跃变化

3、ΔU=±40V3、电动机负载起动时负载转矩等于电动机的额定转矩（TL=Tnom）;运行中的负载转矩TL=（0.25~0.75）Tnom负载转矩阶跃变化量

4、ΔTL

5、≤0.15Tnom折合到电动机轴上的传动装置及生产机械的飞轮转矩按电动机飞轮转矩的50%估计，生产机械只单向运转，且不常起动。二、指标要求1.静态指标：调速比D=nmax/nmin=1000/10=10；静差率s≤3%2.动态指标：起动超调量：σn%≤10%，σi%≤5%；扰动产生的动态偏差及恢复时间：Δnmax/nmin×100%≤10%，tν≤0.5s3.对起动和停车

6、的快速性均无特别要求。三、设计内容1.总体方案的确定，画出系统组成结构图；2.主电路形式的确定；励磁电路形式的确定；3.电枢整流变压器、励磁整流变压器、平波电抗器的参数计算；4.主电路晶闸管、励磁电路整流二极管的参数计算与选择；5.晶闸管的过电压、过电流保护电路的设计；6.晶闸管触发电路的设计；7.电流检测及转速检测环节的设计；8.电流调节器、转速调节器的设计；9.控制电路所用稳压电源的设计；10.起停操作控制电路的设计；11.系统的MATLAB仿真实验；12.书写设计说明书；13.绘制系统的电气原理图。第二章设计过程指导（设计举例

7、）一、总体方案的确定，画出系统组成结构图+-~+--系统的总体方案采用转速、电流双闭环结构，如图2-1所示。图2-1转速、电流双闭环结构图二、主电路形式的确定励磁电路形式的确定（一）主电路形式的确定1.整流电路形式对于容量较大的电动机（4kW以上），其整流电路一般采用三相全控桥式。2.变压器接线方式确定一般采用Δ/Y(D,y)或Y0/Y(YN,y)联结。（二）励磁电路形式的确定由于励磁电路功率小，且不需要在额定转速以上进行速度调节，故可以采用单相全波不可控整流电路，或三相半波不可控整流电路。主电路和励磁电路接线形式如图2-2所示。M

8、TABCIf~220V或380V图2-2主电路和励磁电路三、电枢整流变压器、励磁整流变压器、平波电抗器的参数计算1．电枢整流变压器的参数计算（1）一次相电压和二次相电压变压器一次侧电压，联结，。变压器二次侧电压按下式计算（对于Y型联接）：（2-1）式中：——整流变压器Y联接式的相电压有效值（V）——电动机电枢额定电压（V）——整流电路系数，三相全控桥——安全系数（2）一次相电流和二次相电流二次相电流：（2-2）式中：——二次相电流有效值（A）；——直流电动机的长时最大负载电流（A）；——二次电流波形系数，三相桥为。一次相电流：（2-

9、3）式中：——一次相电流有效值（A）；——一、二次相电压有效值（V）。（3）一次视在功率、二次视在功率（2-4）电枢整流变压器设计参数：视在功率S=122.5(KVA)；一、二次线电流191A/315A；一、二次线电压380/220V；接线方式：D,y11.2．励磁电路变压器的参数计算已知电动机的额定励磁电压，则励磁变压器二次侧的电压为:，取。电动机额定励磁电流：励磁变压器二次侧电流：励磁变压器一次侧电流：容量：励磁变压器设计参数：容量：；电流：；电压：3.平波电抗器参数计算按轻载时的电流连续或有较好的电流波形选电抗器的电感量；按最

10、大负载时的电流来确定电抗器的导线的载流量。（1）使电流连续的电感量（L）对于三相全控桥（2-5）式中：——整流变压器二次绕组Y连接时的相电压（V）——直流电动机的最小负载电流（A），按10%额定电流计算。例：（2）电动机电枢电感量Ld