毕业设计---直流双闭环调速系统设计

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1、 1 引言 当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。能源的 紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长， 也为许多发达国家带来了相当大的问 题。能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。而能源的开发与利用又对 环境的保护有着重大影响。全球变暖、酸雨等一系列环境灾难都与能源的开发与利用 有关。 能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都 极为重要。在高速增长的经济环境下，中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重 压力。有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，中国能源利用效率比发达国家 低很多。90年代中国高耗能产品的耗能量一般比发达国家高

2、12% 55%左右，90% 以上的能源在开采、加工转换、储运和终端利用过程中损失和浪费。如果进行单位 GNP能耗（吨标准煤/千美元）的国家比较（90年代中期） ，中国分别是瑞士、意大 利、日本、法国、德国、英国、美国、加拿大的14.4倍、11.3倍、10.6倍、8.8倍、 8.3倍、7.2倍、4.6倍、 和4.2倍。1995年， 中国火电厂煤耗为412克标准煤kW/h， 是国际先进水平的1.27倍。 由此可见，对能源的有效利用在我国已经非常迫切。作为能源消耗大户之一的电 机在节能方面是大有潜力可挖的。我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量 达6000亿千瓦时， 约占工业耗电量的80%。 我

3、国各类在用电机中，80%以上为0.55 220kW以下的中小型异步电动机。 我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当 于发达国家50年代水平。因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高 达500亿元左右。所以直流调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。 目前，国内直流调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市 场的很大一部分还是被国外公司所占据。因此，为了加快国内直流调速系统的发展， 就需要对国际直流调速技术的发展趋势和国内的市场需求有一个全面的了解。 直流双闭环调速系统是工业生产过程中应用最广泛的电气传动装置之一。 广泛的应用 于轧钢机、冶金、印刷、金属切割机床等很多领域

4、的自动控制中。它在以计算机做为 工具的仿真系统应用时不仅省钱，而且安全，周期短、见效快。 近年来，交流调速系统发展很快，然而直流调速系统无论在理论上和实践上都比 2 较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流调速系统的基础 1，所以直流 调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用。 现代工业生产中， 电动机是主要的驱动设备。 在各种高精工业生产中， 工作可靠、 速度控制精度高，并且不受环境温度等条件的影响、具有参数自整定、故障报警、故 障记忆等功能，给用户的使用、维护提供极大方便的调速系统成为了当今的热门。而 计算机和直流双闭环调速系统的结合体，刚好具有以上特点。应而，将来相当长的一 段时间内，它将具有不可替代的优势。 3 1 直流直流调速调速系统简介系统简介 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最普遍的一种系统。目前，需要高 性能可控电力拖动的领域多数都采用直流调速系统。 1.1 晶闸管-电动机直流调速系统简介 20世纪50年代末，晶闸管（大功率半导体器件）变流装置的出现，使变流技 术产生了根本性的变革，开始进入晶闸管时代。由晶闸管变流装置直接给直流电动机 供电的调速