课程设计---配合控制直流双闭环自然环流系统设计

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1、 信息信息工程课程设计报告书工程课程设计报告书 课课 程程 名名 称称 运动控制系统运动控制系统 课程设计总评成绩课程设计总评成绩 学生姓名、学学生姓名、学 号号 学学 生生 专专 业业 班级班级 自动化自动化 1092 指指 导导 教教 师师 姓名姓名 课程设计起止日期课程设计起止日期 2012.6.11-2012.6.20 一、课程设计项目名称 配合控制直流双闭环自然环流系统设计 二、项目设计目的及技术要求 设计目的 设计直流双闭环有环流可逆调速系统，掌握系统工作原理和调节器的设 计方法。 技术要求及初始条件： 1.直流电机参数： 10KW， 220V， 55A， 1000 r/min ，

2、电枢电阻 Ra0.5 电机过载倍数1.5， Ks40， Tl0.03 s， Tm0.18 s， 0.07 v.min/r, =0.05 v/A 。 2.测速发电机参数：23W，110V，0.21A，1900 r/min，永磁式。 3.主电路采用三相全控桥，交叉连接，进线交流电源：三相 380V 4. 采用配合控制，能够实现可逆运行，转速和电流稳态无差，电流超 调量小于 5，转速超调量小于 10 。 设计任务: 1.转速调节器 ASR 及电流调节器 ACR 的设计。 2.转速反馈和电流反馈电路设计。 3.集成触发电路设计。 4. 主电路及其保护电路设计。 5.提供系统总电路图。 设计要求: 1

3、对系统设计方案的先进性、 实用性和可行性进行论证， 说明系统工作原理。 2. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。 3. 对项目设计结果进行分析。 3. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 4.课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同 现象。 三、项目设计方案论证(可行性方案、最佳方案、软件程序、硬件电路 原理图和 PCB 图 ) 1 总体方案设计 1.1 总体的设计原理 晶闸管反并联可逆 V-M 系统解决了电动机的正反转和回馈制动问题， 但是， 如果两组装置的 整流电压同时出现，便会产生直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称为

4、环流。加重晶闸管和 变压器的负担，消耗功率。因此应该予以抑制或消除。 为了防止产生直流平均环流，应该当正组处于整流状态时，强迫让反组处于逆变状态，且控 制其幅值与之相等，用逆变电压把整流电压顶住，则直流平均环流为零。于是 Ud0r = Ud0f 由 得 Ud0f = Ud0max cosf Ud0r = Ud0max cosr 其中 f 和 r 分别为 VF 和 VR 的控制角。 由于两组晶闸管装置相同，两组的最大输出电压 Ud0max 是一样的，因此，当直流平均环流 为零时，应有 cos r = cos f 或 r + f = 180 如果反组的控制用逆变角 r 表示，则 f = r 称作=

5、配合控制。为更可靠的消除环流，可采用 f r 为了实现配合控制，可将两组晶闸管装置的触发脉冲零位都定在 90，即 当控制电压 Uc= 0 时，使 f = r = 90，此时 Ud0f = Ud0r = 0 ，电机处于停止状态。增 coscos m sin m d0maxmd0 UUU 大控制电压 Uc 移相时，只要使两组触发装置的控制电压大小相等符号相反就可以了。 这样的触发控制电路示于下图。 1.2 整体设计框图 图 2配合控制的有环流可逆 V-M 系统原理框图 主电路采用两组三相桥式晶闸管装置反并联的可逆线路， 图1 配合控制电路 GTF-正组触发装置 GTR-反组触发装置 AR-反相器 M VR VF Rre c Rre c -1 AR GTR GTF Uc Ra 其中： 正组晶闸管 VF，由 GTF 控制触发， 正转时，VF 整流； 反转时，VF 逆变。 反组晶闸管 VR，由 GTR 控制触发， 反转时，VR 整流； 正转时，VR 逆变。 根据可逆系统正反向运行的需要，给定电压、转速反馈电压、电流反馈电压都应该能够反映 正和负的极性。这里 给定电压：正转时，KF 闭合， U * n=“+” ； 反转时，KR 闭合，U * n =“-” 。 转速反馈：正转时， Un=“-” ， 反转时，Un =“+” 。 控制电路采用典型的转速、电流双闭环系统，其中： 转速调节器 A