1、机电工程系机电工程系 电机及拖动基础电机及拖动基础 课程设计课程设计 电机拖动课程设计 1 目录目录 第一章 直流电动机的工作原理 2 1.1 改变电枢电路电阻调速： . 2 1.2 改变磁通 调速： 2 1.3 改变电枢电压调速： . 2 第二章 调速系统整体框图及 PID 算法的基本原理 3 2.1 系统中各环节输入输出关系： . 3 2.2 调速系统的主要性能指标：. 3 2.3 电流截止负反馈环节： 4 2.4 测速发电机环节：. 4 2.5 PID 调节器算法的基本原理 . 4 2.5.1 比例调节器 4 2.5.2 比例积分调节器. 4 2.5.3 比例积分微分调节器 4 第三章
2、依据条件计算相关环节参数 . 5 3.1 电流环节的设计 5 3.1.1 确定时间常数 5 3.1.2 选择电流调节器结构 5 3.1.3 选择电流调节器参数 5 3.1.4 校验近似条件 6 3.1.5 计算调节器电阻和电容 6 3.2 转速环的设计 7 3.2.1 确定时间常数 7 3.2.2 选择转速调节器结构 7 3.2.3 选择转速调节器参数 7 3.2.4 计算调节器电阻和电容 7 3.2.5 校核转速超调量. 8 第四章 主电路的设计及电路原理图 . 8 4.1 主电路的设计 8 4.2 原理图 9 第五章 触发电路的设计及电路原理图 9 5.1 该电路分为五个基本组环节： .
3、10 5.1.1 同步环节： 10 5.2.2 锯齿波形成及脉冲移相环节： 10 5.2.3 脉冲形成、放大和输出环节：.11 5.2.4 双脉冲形成环节： 11 5.2.5 强触发及脉冲封锁环节：11 第六章 个人总结与体会 . 12 参 考 文 献 12 电机拖动课程设计 2 第一章第一章 直流电动机的工作原理直流电动机的工作原理 电动机转速特性： n=U/Ce-(R/CeCT 2)T 此公式也是直流电动机的调速公式， 改变加在电动机电枢回路的电阻， 外加电压或 者磁通 都可以改变电动机的机械特性，从而对电动机进行调速。 1.1 1.1 改变电枢电路电阻调速：改变电枢电路电阻调速： 当电枢
4、电路串联附加电阻时，即械特性方程变为 n=U/Ce-(R+Ro)T/CeCt 2 Ro：电动机电枢电阻 ：电枢电路外串附加电阻 即电动机电枢电路中串联电阻时特性的斜率增加， 在一定负载转矩下， 电动机的转速将 会增加，因而实际转速降低了。 1.2 改变磁通改变磁通 调速：调速： 在电动机励磁电路中，改变其串联电阻的大小或采用专门的励磁调节器来控制励磁电 压，都可以改变励磁电流和磁通。 此时电动机的电枢电压通常为恒定值，而且不串附加电阻，因为调速过程中为使电动机 容量得到充分利用，应该使电枢电流 一直保持在额定电流n，因此改变磁通调速适合于 恒功率负载，实现恒功率调速。 1.3 改变电枢电压调速
5、：改变电枢电压调速： 当改变电枢电压时，理想空载转速 No也将改变，而机械特性的斜率不变，此时方程为： n=U/Ce-RT/CeCt =No-KmT 改变电枢电压调速方式属于恒转矩调速，并在空载或负载转矩变化时也能得到稳定的转速。 从以上三种调速方案中，确定调压调速。 电机拖动课程设计 3 第第二二章章 调速系统整体框图及调速系统整体框图及 PID 算法的基本原理算法的基本原理 当给定信号来时，经过 PID 对信号进行处理输出一个稳定的信号给触发电路，形成脉冲 信号调节整流电路的输出电压，电压传给主电路，带动电动机转动。测速发电机对电动机进 行测速，将转速转为电压信号，传送给比较器，对信号进行
6、时刻变化调速，使其达到一个衡 均转速，电流截止负反馈，对主电路电流进行检测过电流时起作用，将信号传给比较器进行 控制。 2.1 系统中各环节输入输出关系：系统中各环节输入输出关系： 电压比较环节： Un=Ugn-Ufn 转速检测环节： Ufn=n 式中： Ufn负反馈电压 Ugn转速给定电压 un偏差电压 为转速反馈系数 单位为 vmn/r 由以上两式可得：un=Ugn-n 其转速关系为： NUfnUnUcUdn 通过此调节过程，系统重新进入新的稳态运行。 2.2 调速系统的主要性能指标：调速系统的主要性能指标： 调速范围：D=nmax/nmin nmax最高转速 nmin最低转速 调速系统的整体框图 电机拖动课程设计 4 静差率：S=ned/no= (no-ned)/ no S=ned/no100 2.3 电流截止负反馈环节：电流截止负反馈环节： 为了实现限流保护， 须在系统中引入电流截止负反
