电力拖动课程设计

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1、 目目 录录 第一章 绪论. 2 第二章 主电路结构选择 2 2.1 变压器参数计算 3 第三章 双闭环直流调速系统设计. 4 3.1 电流调节器的设计 . 7 3.2 转速调节器的设计 9 第四章 触发电路的选择与原理图. 12 第五章 直流调速系统 MATLAB 仿真 14 第六章 总结. 15 第七章 参考文献 16 第一章第一章 绪论绪论 转速负反馈控制直流调速系统（简称单闭环调速系统）PI调节器的单 闭环转速系统可以实现转速调节无静差，消除负载转矩扰动对稳态转速的影 响，并用电流截止负反馈限制电枢电流的冲击，避免出现过电流现象。但转 速单闭环系统并不能充分按照理想要求控制电流 （或电

2、磁转矩） 的动态过程。 对于经常正、反转运行的调速系统，缩短起、制动过程的时间是提高生 产率的重要因素。在起动（或制动）过渡过程中，希望始终保持电流（电磁 转矩）为允许的最大值，使调速系统以最大的加（减）速度运行。当到达稳 态转速时，最好使电流立即降下来，使电磁转矩与负载转矩相平衡，从而迅 速转入稳态运行。这类理想启动过程示意下图 1 所示。 图 1 单闭环调速系统理想启动过程 启动电流呈矩形波，转速按线性增长。这是在最大电流（转矩）受限制时调 速系统所能获得的最快的起动（制动）过程。 下面我们引入了一种双闭环 系统来对控制系统进行优化。 第二章第二章 主电路结构选择主电路结构选择 目前具有多

3、种整流电路， 但从有效降低脉动电流保证电流连续和电动机额定 参数的情况出发本设计选用三相桥式全控整流电路，其原理如图 2-1 所示，习惯 将其中阴极连接在一起到 3 个晶闸管（ 531 ,VTVTVT）称为共阴极；阳极连接在一 起的 3 个晶闸管（ 642 ,VTVTVT）称为共阳极，另外通常习惯晶闸管从 1 至 6 的 顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与 a,b,c 三相电源相 接的 3 个晶体管分别是 531 ,VTVTVT,共阳极组中与 a,b,c 三相电源相接的 3 个晶 闸管分别是 642 ,VTVTVT。 图 2-1 三相桥式全控整流电路原理图 其工作特点为：1

4、）每个时刻均需 2 个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回 路，其中 1 个晶闸管是共阴极组的，1 个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸 管。 2)6 个晶闸管的触发脉冲按 654321 VTVTVTVTVTVT的顺序相为、 位依次相差 60； 共阴极组的脉冲依次差 120， 共阳极组也依次差 120;同一相的 上下两个桥臂即 1 VT与4VT， 3 VT与 6 VT， 5 VT与 2 VT脉冲相差 180。3）整流输出 电压 d u一周期脉动 6 次，每次脉动的波形都一样。4）在整流电路合闸启动过程 中或电流断续时，为保证电路的正常工作，需保证同时导通的 2 个晶闸管均有触 发脉冲。 2.1

5、2.1 变压器参数计算变压器参数计算 由于整流输出电压 d u的波形在一周期内脉动 6 次的波形相同，因此在 计算时只需对一个脉冲进行计算。由此得整流输出平均电压 cos34.2 2 UU d （ 60） 显然 dd uU=440V，如果忽略晶闸管和电抗器的压降，则可以求得变压 器副边输出定的冷却状态下， 稳定结温不超过额定结温是允许流过的最大工频正 弦半波电流的平均值。 因此在使用时同样应按照实际波形的电流与通态平均电流 所造成的发热效应相等，即有效值相等的原则来选取晶闸管的电流定额，并留有 一定裕量。一般取其通态平均电流为此原则所得计算结果的 1.5-2 倍。可按下式 计算： )( AVT

6、 I=(1.52) fb K M AX I， 式中计算系数 fb K= f K/1.57 b K由整流电路型式而定， f K为波形系数， b K为 共阴极或共阳极电路的支路数。当 0 0时，三相全控桥电路 fb K=0.368 故 计 算 的 晶 闸 管 额 定 电 流 为 MAXfbAVT IKI)25.1( )( =(1.52) 0.368 (220 1.5)=182.16242.88A，取 200A。 第三章第三章 双闭环直流调速系统设计双闭环直流调速系统设计 双闭环直流调速系统控制原理图如图 3.1 所示速度调节器根据转速给定电 压 n U和速度反馈电压 n U的偏差进行调节，其输出是电流的给定电压 i U（对于 直流电动机来说，控制电枢电流就是控制电磁转矩，相应的可以调速）。电流调 节器根据电流给定电压 i U和电流反馈电压 i U的偏差进行调节， 其输出是功率变 换器件（三相整流装置）的的控制信号 c U。通过 c U电压进而调节镇流装置的输 出，即电机的电枢电压，由于