拖动控制系统课程设计--双闭环不可逆直流调速系统设计

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1、 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 课程名称： 拖动控制系统课程设计 学 院： 船舶与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 学 期： 课程设计课程设计任务书任务书 2017 2018 学年 第 1 学期 学院 船舶与机电工程学院 班级 A14 电气 专业 电气工程及其自动化 学生姓名 (学号) 课程 名称 拖动控制系统课程设计 设计 题目 双闭环不可逆直流调速系统设计 完成 期限 自 2017 年 9 月 24 日至 2017 年 9 月 30 日 共 1 周 设 计 依 据 1. 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的 转速

2、调速范围（D10），系统在工作范围内能稳定工作； 2. 系统静特性良好，无静差（静差率 S2%）； 3. 动态性能指标：转速超调量 n8%，电流超调量i5%，动态最大转速 降n810%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts1s； 4. 系统在 5%负载以上变化的运行范围内电流连续； 5. 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。 6. 电力电子变流电路采用晶闸管构成的三相可控整流电路。 第十三组：晶闸管整流装置：Rrec=0.2，Ks=70。 系统总电阻 R=0.8，Tm=0.47S。 负载电机额定数据：PN=44kW，UN=480V，IN=90A，nN=1600r/min，

3、Ra=0.3，1.7。 设 计 要 求 及 主 要 内 容 1. 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构形式和闭环调速系 统的组成，画出系统组成的原理框图。 2. 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括整流变压器、电力电 子器件、平波电抗器与保护电路等）。 3. 驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发电 路均可）。 4. 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定 ASR 调节器 与 ACR 调节器的结构形式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动 态性能指标的要求。 5. 绘制 VM 双闭环直流不可逆调速系统电气原理总图（要求用计算机绘 图）

4、。（建立传递函数方框图），并研究参数变化时对直流电机动态性能的 影响。 6. 运用 MATLAB/Simulink 对所设计的系统进行仿真。 7. 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书。 参 考 资 料 1. 陈伯时主编。电力拖动自动控制系统运动控制系统（第 4 版）北京： 机械出版社，2010. 1 2. 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会，电机工程手册第九卷自动控制 系统，机械工业出版社，1982 3. 朱仁初、万伯任，电力拖动系统设计手册，机械工业出版社。 指导教 师签字 xx 日期 课课 程程 设设 计计 报报 告告 书书 课 程名称： 拖动控制系统课程设计 班 级：

5、学 号： 姓 名： 学 期： 2017-2018-1 摘要摘要 随着社会生产力的大力发展，电力传动装置在工业生产中被广泛应用，其中，直流调速系统因其调 速范围广、稳定性好、静差率小以及良好的动态性能而被广泛应用于拖动技术领域当中。 本次设计利用直流电机、电力电子器件等设计了一个转速、电流双闭环不可逆 V-M 直流调速系统。 系统中设置了电流、转速检测环节和电流、转速调节器，构成了电流环和转速环，分别通过对电流和转 速的检测及反馈来保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统处于稳定状态。在系统起动时，转速 外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定

6、 值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外 环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。并通过 Simulink 进行系统仿真，分析双闭环直流调速系统的 特性。 关键词：关键词：V-M 直流调速系统 转速、电流调节器 Simulink 仿真 目录目录 1、整体方案设计 . 1 1.1、主要内容 . 1 1.2、设计数据 . 1 1.3、技术要求 . 1 1.4、指导思想 . 1 2、设计原理及方案论证 . 1 2.1、设计原理 . 1 2.2、方案选择 . 3 3、 各部分电路设计 3 3.1、主电路 . 3 3.2、闭环调速系统 . 4 3.3、整流变压器 . 6 3.3.1、次级电压 U2 6 3.3.2、次级电流 I2和变压器容量 . 7 3.4、晶闸管的参数计算 . 7 3.4.1、晶闸管的额定电压 UTN . 7 3.4.2、晶闸管的额定电流 IN 7