小容量直流电动机不可逆调速系统设计毕业设计

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1、 毕业设计毕业设计论文论文 论文题目： 2.2kw 小容量直流电动机不可逆调速系统设 计 学 号： 姓 名： 系 部：电气工程系 专 业 名 称：机电一体化 指 导 教 师： 2012 年 12 月 24 日 毕业设计任务书 一题目： 2.2kw 小容量直流电动机不可逆调速系统设计 二设计性能要求： 1.调速范围 10D1510D15，静差率 10s1510s15， 2.当负载确定时，系统能自动调节保证转速不能变 3.能迅速制动 三设计任务： 1.设计合适的控制方案。 2.画出电路原理图 3.写出如何选择电路。 4.写出设计说明书，要求字迹工整，原理叙述正确。 5.列出元件明细表附在说明书的后

2、面。 - 2 - 前前 言言 在电机的发展史上，直流电动机有着光辉的历史和经历，皮克西、西门子、格拉 姆、爱迪生、戈登等世界上著名的科学家都为直流电机的发展和生存作出了极其巨大的 贡献，这些直流电机的鼻祖中尤其是以发明擅长的发明大王爱迪生却只对直流电机感兴 趣，现而今直流电机仍然成为人类生存和发展极其重要的一部分，因而有必要说明对直 流电机的研究的重要性。 直流电动机具有良好的起动、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了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还 是交流拖动系统的基础。早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大 器、非线性集

3、成电路以及少量的数字电路组成。最早调速系统是由交流电动机拖动直流 发电机（G）给直流电动机（M）供电，通过调节发电机的励磁电流以改变其输出电 压，达到直流电动机调速目的。这种调速系统简称 G-M 系统，但这种系统需要两台与 直流电动机容量相当的电机，因此设备多，体积大，费用高，噪声大，控制系统的硬件 部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，维护不方便。阻碍了直流 电动机控制技术的发展和应用范围的推广随着半导体技术的发展，为直流电动机的控制 提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。更为经济可靠、性能优越的晶闸管 变流器出现了，由晶闸管变流器（VT）向电动机（M）供电的系统简称

4、 V-M 系统，相 比之下 VM 系统在经济性、可靠性和技术性能上显示出较大的优越性。可以节约人力 资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。 本文首先明确了设计的任务和要求，在了解了单闭环直流调速系统的调速原理后， 依次对调速系统中的主电路、触发电路、PI 调节器、给定环节进行了设计，并且附有相 关的原理图 - 1 - 目目 录录 1 系统整体方案的确定 1 1.1调速系统的确定 1 1.2系统的组成与选择 2 1.2.1 主电路及励磁绕组回路 . 2 1.2.2 触发电路 4 1.2.3 PI 调节器 7 1.2.4 给定环节 9 1.2.5 反馈环节 10 2 系统工作原理 . 10

5、2.1启动 . 10 2.2调速 . 10 2.3稳速（对负载扰动而言） . 10 2.4制动 . 10 3 元气件明细表 . 11 结束语 13 致谢 14 参考文献. 15 1 1 系统整体方案的确定系统整体方案的确定 电动机是将电能转化为机械能的一种有利工具，根据电动机类型的不同，它可 分为直流电动机和交流电动机。由于课题要求和技术参数的需要，所以我选择直流 电动机作为拖动对象。 1.1调速系统的确定调速系统的确定 依生产机械要求的调速性能指标：10D15、10S15,负载容量为容量 2.2KW13V。 c最大输出能力：200mA(吸收脉冲电流)。 d输出反压：BVceol8V(测试条件

6、：Ie=100A 允许使用环境温度：-l070。 KC05 是 16 脚双列直插式集成电路，其结构如图 2-2 所示。可以分为同步检 测、锯齿波形成、移相控制、脉冲输出、失交保护等几个主要的环节。外电路提供 15V 的直流电压加于脚 16 与脚 7 之间，作为集成触发器的直流工作电源。 5 V2 V3 V5 V6 V8V9 V11 V12 V13 V4 VD7 V7 VD1 VD4 VD3 VD2 VD5 VD6 VD8 R1 R2R3 R4 R5R6 R7 R8 R9R10 C1 C2 V1V10 V14 VD22 VDZ1 2 34 5 67 8 9 10 12 13 15 16 +15+15 图图 1.5 KC051.5 KC05 的结构和工作原理的结构和工作原理 同步检测是由 KC05 内部的整流桥 VD1-VD4 和 V1、V2 组成。脚 15、脚 16 接交 流电源同步变压器，再同步电压正负两个半周内绝大部分时间几乎