直流电动机调速系统课程设计

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1、 直流调速系统设计报告直流调速系统设计报告 学生姓名学生姓名: 学学 号号: 班班 级级: 专专 业：业： 自自 动动 化化 指导教师：指导教师： 2012年年12月月 5日日 目录 1.前言3 2.设计参数4 3.双闭环调速系统的工作原理 3.1.系统的组成.5 3.2.系统的原理图.6 3.3.系统的稳态结构框图和静特性.8 3.3.1.系统静特性8 3.4.各变量稳态工作点和稳态参数的计算.9 4.设计双闭环调速系统电流调节器和转速调节器.10 4.1 调节器的设计.10 4.2 电流调节器的设计.10 4.2.1 确定时间常数.10 4.2.2 选择电流调节器的结构.11 4.2.3

2、计算电流调节器的参数.11 4.2.4 校验近似条件.12 4.2.5 计算电流调节器的电容和电阻.13 4.3 转速调节器的设计.14 4.3.1 确定时间常数14 4.3.2 选择转速调节器的结构14 4.3.3 计算转速调节器的参数14 4.3.4 校验近似条件.14 4.3.5 计算调速调节器的电容和电阻15 4.4 校核转速超调量.17 5. 调速系统性能指标的数字仿真.18 5.1 双闭环调速系统的动态结构图18 5.2 系统仿真模型.19 5.3 仿真结果.19 6心得20 7参考文献.21 前 言 20 世纪 90 年代前的大约 50 年的时间里，直流电动机几乎是唯一的一种能

3、实现高性能拖动控制的电动机， 直流电动机的定子磁场和转子磁场相互独立并且 正交， 为控制提供了便捷的方式， 使得电动机具有优良的起动， 制动和调速性能。 尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战， 但至今直流电 动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。 因为它具有良好的线 性特性，优异的控制性能，高效率等优点。直流调速仍然是目前最可靠，精度最 高的调速方法。 本次设计的主要任务就是应用自动控制理论和工程设计的方法对直流调速 系统进行设计和控制，设计出能够达到性能指标要求的电力拖动系统的调节器， 通过在 DJDK-1 型电力电子技术及电机控制试验装置上的调试,并应用

4、MATLAB 软 件对设计的系统进行仿真和校正以达到满足控制指标的目的。 电力电子器件的不 断进步，为电机控制系统的完善提供了物质保证，新的电力电子器件正向高压， 大功率，高频化和智能化方向发展。智能功率模块（IPM）的广泛应用，使得新 型电动机自动控制系统的体积更小，可靠性更高。传统直流电动机的整流装置采 用晶闸管，虽然在经济性和可靠性上都有一定优势，但其控制复杂，对散热要求 也较高。电力电子器件的发展，使称为第二代电力电子器件之一的大功率晶体管 （GTR）得到了越来越广泛的应用。由于晶体管是既能控制导通又能控制关断的 全控型器件， 其性能优良， 以大功率晶体管为基础组成的晶体管脉宽调制 （PWM） 直流调速系统在直流传动中使用呈现越来越普遍的趋势。 设 计 参 数 直流电动机参数：功率 PN=555KW，额定电压 UN=750V，额定电流 IN=760A， nN=3000r/min，电枢绕组电阻 Ra=0.9，主电路总电阻 R=0.14，晶闸管装置 放大系数 Ks=75,电磁时间常数 Tl=0.031ms,机电时间常数 Tm=0.112ms ,电流反 馈滤波时间常数 Toi=0.002s， 转速反馈滤波时间常数 Ton=0.02s,过载倍数=1.5