转速电流双闭环直流调速系统课程设计

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1、转速电流双闭环直流调速系统转速电流双闭环直流调速系统 课程设计课程设计 目录目录 目录目录. 1 摘要摘要. 1 第章第章 任务书任务书 2 （一） 设计参数 2 （二） 设计要求 2 第一章第一章 主电路设计主电路设计. 3 （一） 系统组成 . 3 （二） 主电路原理 4 （三） 主电路元器件参数计算及器件选型. 4 1.3.1 整流元器件参数计算与选型整流元器件参数计算与选型 4 1.3.2 其它元器件参数计算与选取其它元器件参数计算与选取 6 第二章第二章 调节器设计调节器设计. 8 （一） 电流调节器设计. 8 （二） 转速调节器设计. 9 第三章第三章 触发器设计触发器设计11 第

2、四章第四章 反馈环节、保护电路及其它电路设计反馈环节、保护电路及其它电路设计 12 （一） 反馈环节设计 12 4.1.1 转速反馈环节设计转速反馈环节设计 12 4.1.2 电流反馈环节设计电流反馈环节设计 12 （二） 保护电路设计 13 4.2.1 过电流保护电路设计过电流保护电路设计 13 4.2.2 过电压保护电路设计过电压保护电路设计 13 （三） 其它电路设计 14 4.3.1 转速给定器设计转速给定器设计 . 14 4.3.2 零速封锁器设计零速封锁器设计 . 14 第五章第五章 系统仿真系统仿真 15 （一） 仿真模型建立 15 （二） 仿真参数输入 16 （三） 仿真结果输

3、出 17 总结总结. 18 附表附表 1 第一章用表第一章用表 19 附表 1-1 整流参数计算用常数 20 附表 1-2 晶闸管型号及其参数 20 附表附表 2 2 第二章用表第二章用表 21 1 附表 2-1 整流装置失控时间（f=50Hz） 21 附表 2-2 典型 I 型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系 21 附表 2-3 典型 II 型系统阶跃输入跟随性能指标（按 minr M准则确定参数关系） 21 附表 2-4 典型 II 型系统动态抗扰性能指标与参数的关系 21 参考文献参考文献 21 摘要摘要 本文介绍了基于工程设计对直流调速系统的设计。 根据直流调速双闭环控制 系

4、统的工作原理，利用晶闸管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调 速系统。该系统中设置了电流反馈环节、电流调节器以及转速反馈环节、转速调 节器，构成电流环和转速环前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通 过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到 调节电流和转速的目的。 2 第章第章 任务书任务书 （一） 设计参数 直流电动机的额定电压UN=220V， 额定电流IN=12A， 额定转速 nN=1500 rpm， 电枢电阻 Ra=1.2，电流过载倍数=1.5，机电时间常数 Tm=0.03s。 （二） 设计要求 系统稳态无静差，电流超调量 i5%，空载起动到额定转

5、速时的转速超调量 n10。 3 第一章第一章 主电路设计主电路设计 （一） 系统组成 本设计采用的转速电流反馈控制直流调速系统各个模块如图 1-1 所示。 系统 可分为三个部分：主电路和控制电路以及保护电路和反馈环节。 主电路主要包括整流变压器和电力电子变换装置，起到将交流变换成直流， 从而为直流电动机提供电源电压的作用。 控制电路主要包括电流调节器和转速调节器以及触发器， 其中电流调节器与 电流反馈环构成电流环，起到稳定电流的作用；转速调节器和转速反馈环构成转 速环，使转速稳态无静差；触发器则用于为整流晶闸管组提供触发脉冲。 保护电路主要为晶闸管保护电路， 包括由整流变压器交流侧的快速熔断器

6、组 构成的保护电路，以及与晶闸管并联的阻容电路构成的保护电路。保护电路的设 置使得晶闸管免受过电压以及过电流的影响，从而使系统工作可靠。 反馈环节包括电流反馈环节和转速反馈环节。 前者由电流互感器进行电流检 测，再进行整流滤波得到电流反馈信号，后者则使用测速发电机来得到实际转速 信号。 此外，还有其它部分的电路。包括减小电流脉动的平波电抗器，以及减小直 流电压脉动的滤波电容。 图 1-1 转速电流反馈控制直流调速系统组成框图 4 （二） 主电路原理 如图 1-2 所示。主电路主要由整流变压器和整流晶闸管组构成。整流变压器 将公共电网的交流电压变换成整流桥可用的电源电压， 而整流晶闸管组构成三相 全控桥，将交流电变换成直流电，从而作为直流电动机的电源电压。 直接整流得到的电流和电压往往有较大的脉动， 若直接作为直流电动机的电 源电压，将会引起电机振动及噪声。为此，需要在主电路的直流侧加入平波电抗 器和滤波大电容，从而减小整流器输出电流脉动以及输出电压脉动。 Ud 整 流 变 压 器 平 波 电 抗 器 快 速 熔 断 器 组 整 流 晶 闸 管 组 滤 波 电