交直流调速课程设计--双闭环可逆直流脉宽PWM调速系统设计

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1、 交直流调速系统课程设计交直流调速系统课程设计 学学 院：院： 机电工程学院 学学 号：号： 专业（方向）年级：专业（方向）年级： 电气工程及其自动化 2009 级 学学 生生 姓姓 名：名： 20122012 年年 1212 月月 18 18 日日 目录目录 一、交直流调速课程设计任务书一、交直流调速课程设计任务书 .1 二、交直流调速课程设计说明书二、交直流调速课程设计说明书 .3 1. 方案确定.3 1.1 系统原理图 3 1.2 双闭环调速系统的稳态结构图 4 1.3 双闭环调速系统的动态结构图 4 1.4 双闭环直流 PWM 调速系统硬件结构图 .5 2. 主电路的原理 6 2.1

2、调速系统起动过程的电流和转速波形 6 2.2 桥式可逆 PWM 变换器的工作原理 6 2.3 PWM 调速系统的静特性 9 2.4 转速检测电路9 2.5 电流检测电路 .10 3. 主电路参数计算及元件选择 12 3.1 整流二极管选择 .12 3.2 绝缘栅双极晶体管选择 .13 4 调节器参数设计和选择 .13 4.1 电流环的设计 .13 4.1.1 确定时间常数 .14 4.1.2 选择电流调节器结构 .15 4.1.3 选择电流调节器参数 .15 4.1.4 检验近似条件 .16 4.1.5 计算 ACR 的电阻和电容 .17 4.2 转速环的设计 .17 4.2.1 确定时间常数

3、 .17 4.2.2 ASR 结构设计17 4.2.3 选择 ASR 参数 .17 4.2.4 检验近似条件 .18 4.2.5 计算 ACR 的电阻和电容 .18 4.2.6 检验转速超调量 19 4.2.7 校验过渡过程时间 19 4.3 反馈单元 .19 4.3.1 转速检测装置选择 19 5 系统总电路图.20 三心得体会三心得体会 .22 1 一、交直流调速课程设计任务书一、交直流调速课程设计任务书 一、一、题目：题目：双闭环可逆直流脉宽 PWM 调速系统设计 二、设计目的二、设计目的 1、对先修课程（电力电子学、自动控制原理等）的进一步理解与运用 2、运用电力拖动控制系统的理论知识

4、设计出可行的直流调速系统，通 过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。 3、同时能够加强同学们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用 以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高学生工程设计与动 手能力的目的。 三、系统方案的确定三、系统方案的确定 自动控制系统的设计一般要经历从“机械负载的调速性能（动、静）电机 参数主电路控制方案” （系统方案的确定）“系统设计仿真研究参数 整定直到理论实现要求硬件设计制版、焊接、调试”等过程，其中系统方 案的确定至关重要。为了发挥同学们的主观能动作用，且避免方案及结果雷同， 在选定系统方案时，规定外的其他参数由同学自己选定。

5、1、主电路采用二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管 IGBT 构成 H 型双极式控制可逆 PWM 变换器； 2、速度调节器和电流调节器采用 PI 调节器；U *nm=U*im=Ucm=10V 3、机械负载为反抗性恒转矩负载，系统飞轮矩（含电机及传动机构） GD 2=1.5Nm2; 4、主电源：可以选择三相交流 380V 供电,变压器二次相电压为 52V； 5、他励直流电动机的参数：见习题集【4-19】 （P96）=1000r/min，电枢回 路总电阻 R=2,电流过载倍数=2。 6、PWM 装置的放大系数 KS=11；PWM 装置的延迟时间 TS=0.4ms。 四、设计任务四、

6、设计任务 2 a）总体方案的确定； b）主电路原理及波形分析、元件选择、参数计算； c）系统原理图、稳态结构图、动态结构图、主要硬件结构图； d）控制电路设计、原理分析、主要元件、参数的选择； e）调节器、PWM 信号产生电路的设计； f）检测及反馈电路的设计与计算； 五、课程设计报告的要求五、课程设计报告的要求 1、不准相互抄袭或代做，一经查出，按不及格处理。 2、报告字数：不少于 8000 字（含图、公式、计算式等） 。 3、形式要求：以福建农林大学本科生课程设计 （工科）的规范化要求撰 写。要求文字通顺、字迹工整、公式书写规范、报告书上的图表允许徒手画，但 必须清晰、正确且要有图题。 4、必须画出系统总图，总图不准徒手画，电路图应清洁、正确、规范。未 进行具体设计的功能块允许用框图表示，且功能块之间的连线允许用标号标注。 六、参考资料六、参考资料 1、电气传动控制系统设计指导 李荣生 机械工业出版社 2