1、 1 皖 西 学 院 课程设计 系系 别别： 机电系 专专 业业： 09 电气(电力拖动方向) 学学 生生 姓姓 名：名： 课程设计题目课程设计题目： 电流转速单闭环直流调速系统电流转速单闭环直流调速系统 起起 迄迄 日日 期期: 11 月 5 日 11 月 18 日 课程设计地点课程设计地点: 指指 导导 教教 师师: 俞 鹤 2 一、摘一、摘 要要 反馈控制系统的规律是要想维持系统中的某个物理量基本 不变，就引用该量的负反馈信号去与恒值给定相比较，构成闭环 系统。对调速系统来说，若想提高静态指标，就得提高静特性硬 度，也就是希望转速在负载电流变化时或受到扰动时基本不变。 要想维持转速这一物
2、理量不变，最直接和有效的方发就是采用转 速负反馈构成转速闭环调节系统。 本文通过利用 Matlab 仿真平台设计单闭环直流调速系统， ， 包括单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理、对所设计系统 的静态性能指标和动态性能指标进行分析、根据动态性能指标设 计调节器、根据设计任务书的具体要求设计出系统的 Simulink 仿真模型，验证所设计系统的性能。 关键词关键词：稳态性能 稳定性 开环 闭环负反馈 静差 二、总体方案设计二、总体方案设计 1、控制原理、控制原理 设计如下的原理图： 图 1、单闭环直流调速系统原理图 根据设计要求，所设计的系统为单闭环直流调速系统，该系 统的控制对象是直流电动机
3、，被控对象是电动机的转速，晶闸管 同步脉冲触发电路用来调节晶闸管的控制角，晶闸管触发及整流 3 电路为功率放大和执行环节，测速模块把测得的转速反馈到输入 中。采用变电压调节方式，实现对直流电机的无极平滑调速。 本系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、 电动机-发电机和测速反馈组成。 图中将反映转速变化的电压信号 作为反馈信号，经速度变换后接到电流调节器的输入端，与给定 的电压相比较经放大后，得到移相控制电压 Uct 用作控制整流桥 的触发电路，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间。 通过改变脉冲相位来改变三相全控整流的输出电压，达到控制电 机转速的目的。电动机的转速随着给定电
4、压变化，即反馈控制的 闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏 差，它就会自动产生纠正偏差的作用。 这里，电压放大环节采用集成电路运算放大器实现，主电路 用晶闸管可控整流器调节对电机的电源供给。 所以，更具体的原理图如下： 图 2、单闭环直流调速系统具体原理图 2、控制结构图、控制结构图 有了原理图之后，把各环节的静态参数用自控原理中的结构 图表示，就得到了系统的稳态结构框图。 4 图 3、单闭环直流调速系统稳态结构框图 三、各部件相关参数选择各部件相关参数选择 1、VM 系统简介 晶闸管电动机调速系统（简称 VM 系统） ，其简单原理图 如图 1。图中 VT 是晶闸管的可控整流器，它可以是单相、三相或 更多相数，半波、全波、半控、全控等类型。 优点： 通过调节触发装置 GT 的控制电压来移动触发脉冲的相 位，即可改变整流电压从而实现平滑调速。 缺点： （1 ）由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系 统的可逆运行造成困难。 （2 ）元件对过电压、过电流以及过高的 du/dt 和 di/dt 都 十分敏感，其中任一指标超过允
