课程设计--V-M双闭环不可逆直流调速系统设计

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1、 1 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目目: : V-M 双闭环不可逆直流调速系统设计 初始条件：初始条件： 采用晶闸管三相桥式整流,电机参数：晶闸管整流装置：Rrec=0.032，Ks=45-48。 PN=90KW,088.0,220,440min,/1800 anomnomnom RAIVUrn,电流过载 倍数为5.1。 系统主电路： R=0.12， 机电时间常数Tm=0.1s;无静差 （静差率s2） ; 动态性能指标： 转速超调量 n8%， 电流超调量 i 5%， 调速系统的过渡过程时间 （调 节时间）ts1s 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : （包括课程设计工作量及其技术

2、要求，以及说明书撰写等具体 要求） 1. 系统原理图设计； 2. 对转速和电流两个调节器进行调节； 3. 主电路，控制电路，保护电路设计； 4. 系统稳态图，动态图绘制； 5. 主电路选择计算，校验； 时间安排：时间安排： 5 月 20 日-21 日 查阅资料 5 月 22 日- 27 日 方案设计 5 月 28 日- 29 日 馔写程设计报告 5 月 30 日 提交报告，答辩 指导教师签名：指导教师签名： 20132013 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 2 摘 要 1 1 设计任务初始条件及要求 2 1.1 初始条件 2 1.2 要

3、求完成的任务 . 2 2 主电路选型和闭环系统的组成 3 2.1 晶闸管结构型式的确定. 3 2.1.1 设计思路 3 2.1.2 主电路的确定 . 3 22 闭环调速系统的组成 4 3 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算 . 5 3.1 整流变压器容量计算 5 3.1.1 次级电压 U2 5 3.1.2 次级电流 I2和变压器容量 7 3.2 晶闸管的电流、电压定额计算 7 3.2.1 晶闸管额定电压 UTN 7 3.3 平波电抗器电感量计算 8 3.4 保护电路的设计计算 . 9 3.4.1 过电压保护 . 9 3.4.2 过电流保护 . 12 4 驱动控制电路的选型设计 . 13 5

4、 双闭环系统调节器的动态设计 14 51 电流调节器的设计 . 14 5.1.1 时间常数的确定 14 5.1.2 电流调节器结构的选择 . 15 5.1.3 电流调节器的参数计算 15 5.1.4 近似条件校验 . 15 5.1.5 电流调节器的实现 16 52 转速调节器的设计 . 16 5.2.1 时间常数的确定 16 5.2.2 转速调节器结构的选择 . 16 5.2.3 转速调节器的参数计算 . 17 5.2.4 近似条件校验 . 17 5.2.5 转速调节器的实现 17 5.2.6 校核转速超调量 17 6 仿真 . 18 6.1 系统仿真框图. 18 6.2 仿真模型的建立 .

5、19 6.3 仿真模型的运行 . 19 6.3.1 空载时仿真图形. 21 6.3.2 满载时仿真波形. 22 7 总结与体会 23 1 摘 要 电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产 机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以 控制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。直流电动机具有良好的起、制动性能， 宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。 晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管电动机调速系统（简称 V-M 系统） ，和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置

6、不仅在经济性 和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。而转速、电流双 闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。 本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系 统确定下来后，重在对电路各元件参数的计算和器件的选型，包括整流变压器、整流元 件、平波电抗器、保护电路以及电流和转速调节器的参数计算。最后给出参考资料和设 计体会。 2 1 设计任务初始条件及要求 1.1 初始条件 （1）技术数据： 直流电动机：PN=90KW，UN=440V ，IN=220A ， nN=1800r/min 最大允许电流 Idbl=1.5IN 三相全控整流装置：Ks=40-48 电流过载倍数为5.1 系统主电路：R=0.12，机电时间常数 Tm=0.1s （2）技术指标 稳态指标：无静差 动态指标：转速超调量 n8%，电流超调量