直流调速系统课程设计报告

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1、前言1957年，晶闸管（俗称可控硅整流元件，简称可控硅）问世，到了60年代，已生产出成套的晶闸管整流装置，使变流技术产生根本性的变革，开始进入晶闸管时代。到今天，晶闸管－电动机调速系统（简称V-M系统）已经成为直流调速系统的主要形式。直流电动机双闭环调速系统在工程中应用广泛，为了使系统具有良好的动态性能必须对系统进行设计。特别是大型的钢铁行业和材料生产行业，为达到很高的控制精度，速度的稳定性，调速范围等要求，又由于交流调速在当时尚未解决好调速控制问题，调速范围不大，控制精度低，快速性差等性能指标不满足生产工艺的要求，所以当时大量使用的是直流

2、电动机调速系统，尤其是直流双闭环调速系统，它具有调速性能好，范围宽，动态性能好等优点，特别是设计简单方便，虽然随着控制技术以及电力电子技术的的发展，制造工艺技术的提高，大量出现交流调速的传动系统，但直流传动所具有的优点特征，至今仍大量广泛地使用直流调速。在此本人就飞机生产制造行业中的对必不可少的四辊压压延机主传动直流电机的调速，作了以下设计，以满足飞机轮胎制造工艺的生产要求。目录1．设计任务与要求1．1设计任务1．2设计要求与技术指标1．3方案比较论证1．3．1总体方案比较1．3．2单元方案比较2．主电路设计2．1主电路工作设备设计2．2主

3、电路保护设备3．控制电路设计3．1电流调节控制器（ACR）设计3．2速度调节控制器（ASR）设计4．实验验证4．1实验目的、内容、参数的整定4．2实验数据与曲线4．3实验结论5．总结6．参考文献1．设计任务与要求1.1设计任务四辊压延机主传动直流调速系统的设计压延机生产线主要是生产飞机轮胎的生产线，而四辊压延机又是飞机轮胎生产厂家的最关键的生产设备。它运行的质量直接影响生产出来的飞机轮胎的质量的好坏，也同时直接对对飞机安全性有重大的影响，所以对四辊压延机的控制是至关重要的。（一）生产工艺流程以及控制的要求（1）生产工艺流程帘布放布机接头疏化

4、机前三辊电动机储布机前四辊电机干燥辊四辊压延主机（主机1，2）后四辊电机2套卷取机仓库放接前储前干四后2布头三布四燥辊四套机疏辊架辊辊压辊卷化电电延电取机动机主机机机机（1）控制要求1）在压延前，必须给干燥辊加热60~80度，给主辊加热到70度左右（不至于使得橡胶冷却硬化）。2）所有直流电机可单动也连动，并要求电枢可逆。3）联动时，前四辊主机与后四辊不允许单动，而前三电机可单独停（便于帘布的疏化接头），因有储布机架，也不影响后面的工作，卷取机也可以单独停（便于两台卷取换卷）4）两台压延主机必须同时启动，停车，或者加速，减速，而且它们的技术指

5、标完全相同。5）前张力区的张力（最大为1000KG）通过前四辊电动机来控制，后张力区的张力（最大为1500KG）由后四辊电动机来控制。6）在给定压延张力情况下，其压延速度由操作人员通过改变主机的速度来达到。例如压延速度升高，使得前张力升高，通过控制器使前四辊电动机升速，使前张力维持不变。同理后张力减少了，使后四辊电动机升速，使得后张力维持不变。从而联动时使主机的前后张力基本维持不变下，速度也达到协调。1.2设计要求与技术指标四辊压延机主传动机1，2其电动机参数完全一致，要求相同只设计其中一个即可，稳态无静差，电流超调量δi﹪<=5﹪,空载启

6、动至额定转速时的转速超调量δn﹪<=10﹪，且启动时尽量避免电流的过大冲击。电机有关参数：，电枢回路总电阻，，电流过载倍数λ=1.51．3方案比较论证1.3.1总体方案论证对于直流电动机调速的方法有很多，而且各有它自己的优点和不足。各种调速方法大致如下：（1）.弱磁调速通过改变励磁线圈中的电压Uf，使磁通量改变（Uf增大，磁通量增大；反之亦然）。特点：保持电源电压为恒定额定值，通过调节电动机的励磁回路的励磁能力，改变电动机的转速。这种调速方法属于基速以上的恒功率调速方法。在电流较小的励磁回路内进行调节，因此控制方便，功率损耗小，用于调节励磁

7、的电阻器功率小，控制方便且容易实现，而且更重要是可以实现无级调速，但由于电动机的换向能力有限以及机械强度的限制，速度不能调节太高，从而电动机的调速范围也就受到限制。（2）.串阻调速顾名思义，在回路中串入一电阻（大小根据实际需要），使电机特性变软特点：在保持电源电压和气隙磁通为额定值，在电枢中串如不同阻值的电阻时，可以得到不同的人为机械特性曲线，由于机械特性的软硬度，即斜率不同，在同一负载下改变不同的电枢电阻可以得到不同的转速，以达到调速的目的，属于基速以下的调速方法。这种方法简单，容易实现，成本低，但外串电阻只能是分段调节，不能实现无级调速

8、，而且电阻在一定程度上消耗能量，功率损耗大，低速运行时转速稳定性差，只能适应对调速要求不高的中小功率电动机。（3）.调压调速特点：在保持他励直流电动机的磁通为额定值的情况下，电枢