电力电子课程设计--单闭环直流电机控制系统设计

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1、 1 课 程 设 计 课程名称课程名称 电力电子技术电力电子技术课程设计课程设计 课题名称课题名称 单闭环直流电机控制系统设计单闭环直流电机控制系统设计 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 班班 级级 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 2012 年年 6 月月 15 日日 2 课程设计任务书 课程名称课程名称： 电力电子技术课程设计 题题 目目：单闭环直流电机控制系统设计 专业班级： 电气 0991 班 学生姓名： 学号： 指导老师： 审 批： 任务书下达日期 2012 年 06 月 3 日 设计完成日期 2012 年 06 月 15 日 3 设计内容与设计要求 一设计内

2、容： 1 系统总体方案确定： 1.1 用晶闸管整流实现直流调压，实现直流电动机的无级调速。 1.2 系统电路由主电路与控制电路组成： 主电路主要环节：整流电路及保护电路。 控制电路主要环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、 检测与故障保护电路。 1.3 主电路电力电子开关器件采用晶闸管、IGBT 1.4 系统具有完善的保护 2. 主电路设计与分析 2.1 设计主电路； 2.2 计算主电路参数并选择主电路元器件选型； 2.3 设计主电路保护环节； 3. 控制电路设计与分析 3.1 确定控制电路总体结构，要求采用单闭环控制； 3.2 设计速度调节器电路； 3.3 设计触发电路 4. 单闭环直

3、流调速控制系统的调试或仿真 4.1 在实验室对设计的单闭环直流调速控制系统进行调试； 4.2 设计单闭环直流调速控制系统仿真模型，确定设计系统的性 能指标。 二设计要求： 1 设计思路清晰，给出整体设计框图； 2 单元电路设计，给出具体设计电路； 3 系统仿真时需给出仿真波形并进行分析。 4 绘制总电路图 5 写出设计报告； 4 主要设计条件 1 设计依据主要参数 1） 输入输出电压：三相交流，380V ; 2） 主电路最大输出电压、电流根据电机参数予以确定； 3） 要求电机能实现单向无级调速 4） 电机型号 电机型号 1： Z2-22 额定参数 2.2KW 220V 12.35A 3000

4、r/min 电机型号 2：Z2-71 额定参数 30KW 225V 158.5A 3000 r/min 2. 可提供实验设备或上机仿真 说明书格式 1 课程设计封面； 2 任务书； 3 说明书目录； 4 系统方案确定； 5 主电路设计 6 控制电路设计（各单元电路图） ； 7 系统实验、电路改进、仿真等。 8 总结与体会； 9 附录（完整的总电路图） ； 10 参考文献； 11课程设计成绩评分表 5 进 度 安 排 第一周星期一:课题内容介绍和查找资料； 星期二:总体电路方案确定 星期三:主电路设计 星期四:主电路元件选型 星期五:控制电路设计； 第二周星期一: 控制电路设计 星期二三:：系统

5、调试及仿真等 星期四五:写设计报告，打印相关图纸； 星期五下午:答辩及资料整理 6 目录目录 第一章第一章 系统方案确定系统方案确定 . 7 1.1 控制原理 7 1.2 控制结构图 8 第二章第二章 主电路装置参数计算和保护主电路装置参数计算和保护. 9 2.1 变压器容量计算 9 2.2 晶闸管的额定电压和额定电流确定 10 2.3 电抗器的选择 10 2.4 主电路设计原理图.11 第三章第三章 整流装置的保护整流装置的保护 .11 3.1 过电压保护过电压保护.11 3.2 过电流保护过电流保护 14 第四章第四章 控制电路设计控制电路设计 . 15 4.1 转速调节器转速调节器 AS

6、R. 17 4.2 转速调节器转速调节器 ASR 参数计算参数计算 . 17 第五章第五章 系统实验、仿真及校正系统实验、仿真及校正 19 5.1 实验步骤实验步骤 19 5.2 仿真结果仿真结果 20 5.3 系统校正系统校正 20 第六章 总结与体会. 22 附录附录 总电路图总电路图 23 参考文献参考文献 . 24 电气与信息工程系课程设计评分表 25 7 第一章第一章 系统系统方案方案确定确定 系统方案选择的原则是在满足生产机械工艺要求确保产品质量的前提下， 力 求投资少、效益高和操作方便。根据设计要求，本单闭环直流电机调速系统采用 三相桥式全控整流电路供电，选定转速为反馈量，采用调压调速方式，实现对直 流电机的无极平滑调速。 所选用的直流电机型号及相关参数如下： 电机型号：Z2-7