1、 题题 目目: : V V- -M M 双闭环不可逆直流调速系统设计双闭环不可逆直流调速系统设计 初始条件：初始条件： 1技术数据： 晶闸管整流装置：Rrec=0.032，Ks=45-48。 负载电机额定数据： PN=90KW， UN=440V， IN=220A， nN=1800r/min， Ra=0.088， =1.5。 系统主电路：R=0.12，Tm=0.1s 2技术指标 稳态指标：无静差（静差率 s2, 调速范围 D10 ） 动态指标：电流超调量： i 5%，起动到额定转速时的超调量： n 8%，（按退饱和 方式计算） 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : 1技术要求： (1) 该
2、调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速范围 （D10），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 s2） (3) 动态性能指标：转速超调量 n 8%，电流超调量 i 5%，动态速降 n8-10%，调 速系统的过渡过程时间（调节时间）ts1s。 (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。 2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
3、、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 双闭环直流不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：时间安排： 课程设计时间为一周半，共分为三个阶段： （1） 复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。约占总时间的 20% （2） 根据技术指标及技术要求，完成设计计算。约占总时间的 40% （3） 完成设计和文档整理。约占总时间
4、的 40% 目 录 摘要 . 1 1 设计任务及要求 2 1.1 设计任务 . 2 1.2 设计要求 2 2 转速、电流双闭环直流调速系统的组成和主电路设计 3 2.1 转速双闭环直流调速系统的组成 . 3 2.2 主电路设计 4 2.2.1 整流装置的选择 . 4 2.2.2 加入整流变压器和平波电抗器的必要性 4 2.2.3 三相桥式全控整流主电路 . 5 3 主电路的元件参数计算. 6 3.1 整流变压器参数计算 . 6 3.1.1 次级电压 U2的计算 6 3.1.2 次级电流 I2及变压器容量的计算 . 7 3.2 晶闸管参数计算. 7 3.2.1 晶闸管额定电压 UTN 7 3.2
5、.2 晶闸管额定电流 ITN 7 3.3 平波电抗器参数计算 . 7 3.3.1 电枢电感 LM的计算 . 8 3.3.2 整流变压器漏电感 LB的计算 . 8 3.3.3 最小负载电流为 Idmin时保证电流连续所需的主回路 电感量 L的计算 . 8 3.3.4 保证电流连续的临界电感量 Ldcr . 8 4 保护电路的设计及其元件参数的计算 . 9 4.1 过电压保护 9 4.1.1 直流侧过电压保护 . 9 4.1.2 关断缓冲电路 . 9 4.1.3 交流侧过电压保护 . 9 4.2 短路过电流保护 11 4.3 过电流保护 . 12 5 检测电路、调节器与驱动控制电路设计 13 5.
6、1 检测电路设计 . 13 5.2 调节器结构设计 13 5.3 驱动控制设计 . 14 6 系统的动态设计 . 16 6.1 电流调节器的设计 16 6.2 转速调节器的设计 17 6.3 验证动态指标 . 18 7 基于 simulink 的系统仿真 . 19 8 结束语. 21 参考文献. 21 附录 电气原理总图 22 本科生课程设计成绩评定表 1 摘要 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速 或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。 晶闸管问世后， 生产出成套的晶闸管整流装置， 组成晶闸管电动机调速系统（简称 V-M 系统） ，和旋转变流机组及离子拖动变流装置相 比， 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高， 而且在技术性能上也显示出 较大的优越性。 本文首先明确了设计的任务和要求，在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速 原理后依次对主电路， 保护电路， 检测电路和触发电路进行了设计， 并且计算了相关参数。 在达到稳态性能指标后，通过对调节器的参数设计，
