运动控制系统课程设计--V-M双闭环直流调速系统的设计.doc

上海电机学院成教学院 课程设计任务书 课程设计题目：V-M双闭环直流调速系统的设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 成0956 学生姓名 余金贤 学 号 12 号 指导教师 刘小玲 起止日期： 2011 年 4 月 16 日起——至 2011年 5 月 14 日止 1.设计主要内容及要求试设计一双闭环V-M直流调速系统。采用三相桥式全控整流电路，二次相电压有效值= 110V。已知他励直流电动机参数为PN = kW, UN = 440V, IN = 140A, nN =1000r/min。电动机电枢回路总电阻（即电枢电阻，此时忽略整流装置内阻，平波电抗器电阻）R =R=0.25Ω，电枢回路电磁时间常数TL = 0.0s，系统机电时间常数Tm0.0363s,系统飞轮力矩GD2 = N.m2时，转速和电流给定电压最大值分别为 =10V, = V。 （2）要求 按工程设计方法设计，使调速系统的电流超调量，空载起动到额定转速时的转速超调量，其过渡过程时间,稳态无静差。 中文摘要、目录正文、参考文献等文理通顺，内容正确完整3000字（一般不超过5000字）。  中文摘要 本文设计主要介绍了由晶闸管-直流电动机（V-M）组成的直流双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图，并按工程设计设计法对双闭环系统的ACR和ASR进行设计，在工程设计中阐述了需要注意的问题，并对晶闸管的电压、电流做了额定计算，及平波电抗器的计算，最后得出了双闭环调速系统的主、控电路并作了总结和设计心得。 双闭环（转速环、电流环）直流调速系统是一种当前应用广泛、经济、适用的电力传动系统。它具有调速范围广、精度高、动态性能好、易于控制和抗干扰能力强的优点。也是构成各种可逆调速系统或高性能调速装置的核心。因此双闭环系统的设计最有最重要的实际意义。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的调解下实现转速无静差。本设计是基于V-M调速系统的直流电动机可逆调速系统，设计中使用工程法对双闭环调速系统的ACR及ASR进行整定。主电路采用由晶闸管构成的三相桥式可控整流电路，可逆方案采用两组晶闸管反并联的方式，晶闸管的触采使用由集成芯片TC787构成的触发电路。系统同时还具有过压、过流、缓冲保护等措施。系统不论是稳态性能还是动态性能都满足了设计要求调速课程设计任务书 I 中文摘要 III 目录 IV 1、任务和要求 1 1.1 设计任务 1 1.2 设计要求 1 1.3 稳态指标： 1 1.4 动态指标 1 2、设计思路 2 2.1 系统总体结构的设计 2 2.2 环节设计、部件选择及参数计算 2 2.3 系统原理图 2 2.4 建立系统动态数学模型 3 3、设计方框图 5 4．各系统及其性能指标 6 4.1 典型Ⅰ系统及其参数与性能指标的关系 6 4.1.1 典型Ⅰ型系统 6 4.1.2 Ⅰ型系统的稳态跟随性能 6 4.1.3 Ⅰ型系统的闭环传递函数为： 7 4.1.4 Ⅰ型系统的频率特性 7 4.2 典型Ⅱ型系统及其参数与性能指标的关系 8 4.2.1 典型Ⅱ型系统 8 4.2.2 性能指标与参数关系 9 5．工程设计中的近似处理 11 5.1 高频段小惯性环节的近似处理 11 5.2 低频段大惯性环节的近似处理 12 6．各部分电路设计及参数计算 13 6.1电流调节器和转速调节器的设计 13 已知条件 13 6.2电机基本参数计算 14 7. 电流调节器ACR的设计 14 8．转速调节器ASR 15 8.1转速调节器ASR结构 16 8.2转速调节器ASR参数选择 17 小 结 19 致 谢 20 参考文献 21  1、任务和要求 1.1 设计任务 试设计一双闭环V-M直流调速系统。采用三相桥式全控整流电路，二次相电压有效值= 110V。已知他励直流电动机参数为PN = kW, UN = 440V, IN = 140A, nN =1000r/min。电动机电枢回路总电阻（即电枢电阻，此时忽略整流装置内阻，平波电抗器电阻）R =R=0.25Ω，电枢回路电磁时间常数TL = 0.0s，系统机电时间常数Tm0.0363s,系统飞轮力矩GD2 = N.m2时，转速和电流给定电压最大值分别为 =10V, = V。 1.2 设计要求 按工程设计方法设计， 1.3 稳态指标：稳态无静差。电流超调量 空载起动到额定转速时的转速超调量。动态过渡过程时间速度和电流双环直流调速系统（双环），是由单闭环直