电气工程课程设计-单闭环不可逆直流调速系统设计

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1、 课 程 设 计 2012 年 7 月 18 日 课 程 电气工程课程设计 题 目 单闭环不可逆直流调速系统设计 院 系 电气信息工程学院电气工程系 专业班级 学生姓名 学生学号 指导教师 课程设计任务书 课程 电气工程课程设计 题目 单闭环不可逆直流调速系统设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 学号 主要内容： 本次设计主要介绍了单闭环不可逆直流调速系统的方案比较及其确定，主电路设计 控制电路等。该设计为单闭环不可逆直流调速系统电动机参数： PN=3KW, nN=1500rpm, UN=220V, IN=17.5A, Ra=1.25。主回路总电阻 R=2.5，电磁时间常数 Tl=0.017s

2、, 机电 时间常数 Tm=0.075s。 三相桥式整流电路，Ks=40。调速指标：D=30，S=10%。设计中 进行主要设备调试，关于主电路设计和控制电路设计是基础部分，对晶闸管和电机的调 试是非常重要的部分。 参考资料： 1陈伯时， 电力拖动自动控制系统M.机械工业出版社.2000.6 2王兆安、黄俊， 电力电子技术M. 机械工业出版社.2002.3. 3罗飞， 运动控制系统M北京:化学工业出版社.2000.6. 4方晓钟， 电力电子技术与电气传动M.北京：机械工业出版社.2006.1. 5杨兴瑶电气传动及应用M.北京：化学工业出版社，2004.3. 完成期限 2012.7.10 至 201

3、2.7.18 指导教师 专业负责人 2012 年 7 月 9 日 目 录 1 设计要求 1 2 方案的确定 . .1 2.1 方案比较的论证 1 2.2 主电路方案的论证比较.3 2.3 控制电路方案的论证比较4 3 主电路设计.5 3.1 电动机参数 5 3.2 调节器的输出限幅值的确定.6 4 仿真结果分析.8 5 结论.10 参考文献.11 1 设计要求 1）制定设计方案。 2）主电路设计及主电路元件选择。 3）认识闭环反馈控制系统的基本特性。 4）掌握交、直流电机的基本结构、原理、运行特性。 5）绘制电路原理图。 6）学会分析电力拖动与自动控制系统中电动机的机械特性，各种运行状态及控

4、制特性，掌握它们的基本原理和相应计算方法。 7）运行得到仿真结果并观察仿真结果。 2 方案的确定 2.1 方案比较的论证 2.1.1 总体方案的论证比较 对于直流电动机调速的方法有很多，而其各有它自己的优点和不足。各种调 速方法可大致归纳如下： （）弱磁调速 通过改变励磁线圈中的电压 Uf，使磁通量改变（Uf增大，磁 通量增大；Uf增小，磁通量增小） 。 特点：保持电源电压为恒定的额定值，通过调节电动机的励磁回路的励磁电 流大小，改变电动机的转速。这种调速方法属于基速以上的恒功率调速的方法。 在电流较小的励磁回路内进行调节，因此控制起来比较方便，功率损耗小，用于 调节励磁的电阻器功率小，控制方

5、便且容易实现，而其更重要的是此方法可以实 现无级平滑调速，但由于电动机的换向有限以及机械强度的限制，速度不能调节 得太高，从而电动机的调速范围也就受到了限制。 （）串联电阻调速 即在电枢回路中串入一个电阻，其阻值的大小根据实际 需要而定，使电动机特性变软， 特点：在保持电源电压和气隙磁通为额定值，在电枢回路中串入不同阻值的 电阻时，可以得到不同的人为机械特性曲线，由于机械特性的软硬度，即曲线斜 率的不同，在同一负载下改变不同的电枢电阻可以得到不同的转速，以达到调速 的目的，属于基速以下的调速方法。这种方法简单，容易实现，而其成本较低， 单外串电阻只能是分段调节，不能实现无级调速，而其电阻在一定程度上要消耗 能量，功率损耗大，低速运行时转速稳定性较差，只能适应对调速要求不高的中 小功率型电动机。 （）调节电枢电压调速 电机降压起动是为了避免高启动转矩和启动电流峰 值,减小电动机启动过程的加速转矩和冲击电流对工作机械、