V-M不可逆双闭环直流调速系统课程设计.doc

广西工学院鹿山学院 电力拖动自动控制系统课程设计 设计题目：V-M不可逆双闭环直流调速系统 系 别：电子信息与控制工程系 专业班级：自动化091 姓 名：刘帅 学 号日 期：2012年6月5日 内容摘要 电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—电动机调速系统（简称V-M系统），和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。而转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。 目 录 《电力拖动自动控制系统》设计任务书……………………………………………………3 设计方案的选择………………………………………4 主电路选型和闭环系统的组成…………………………5 整体设计MATLAB/SIMULINK仿真软件…………………………25 7.1仿真软件介绍……………………………………………………25 7.2 仿真软件操作过程……………………………………………26 第8章 仿真设计………………………………………………27 8.1 仿真波形图……………………………………………………29 第9章 仿真结果分析………………………………………………32 设计总结…………………………………………………………32 参考文献…………………………………………………………33 第一章《电力拖动自动控制系统》设计任务书 一．设计题目：V-M不可逆双闭环直流调速系统设计 二．技术数据 直流他励电动机：额定功率，额定电压，额定电流，额定转速，磁极对数，励磁电压，励磁电流，电枢电阻，电枢电感，磁场与电枢互感，整流器内阻，，平波电抗器。,电流反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数，过载倍数，转速调节器和电流调节器的饱和值为12V，输出限幅为10V，额定转速时转速给定，电流给定最大值。 系统主电路：0.71，0.012。 三．设计要求 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，具有较宽的调速范围 D≥10，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s≤5%） 3．动态性能指标：电流超调量，空载启动到额定转速时的转速超调量 。 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.主电路采用三相全控桥整流电路。 四．设计内容 1．根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型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。 3．驱动控制电路的选型设计。 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调节与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。 5．绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统电器原理图，并研究参数变化时对直流电动机动态性能的影响。 6．对所设计的系统进行计算机仿真实验，即可面向传递函数的MATLAB仿真方法，也可用面向电气系统原理结构图的MATLAB仿真方法。 第二章 设计方案的选择 速度和电流双环直流调速系统（双环），是由单闭环直流调速系统发展起来的，调速系统使用比例积分调节器，可以实现转速的无静差调速。又采用电流截止负载环节，限制了起（制）动时的最大电流。这对一般的要求不太高的调速系统，基本上已能满足要求。但是由于电流截止负反馈限制了最大电流，加上电动机反电势随着转速的上升而增加，使电流到达最大值后迅速降下来，这样，电动机的转距也减小了，使起动加速过程变慢，起动（调整时间ts）的时间就比较长。在这些系统中为了尽快缩短过渡时间，所以希望能够充分利用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使起动的电流保护在最大允许值上，电动机输出最大转矩，从而转速可直线迅速上升，使过渡过程的时间大大缩短。另一方面，在一个调节器输出端综合几个信号，各个参数互相调节比较困难。为了克服这一缺点就应用转速，电流双环直流调速系统。 转速.电流双闭环直流调速系统原理图如下:.控制角的大.1 整体设计 图2.1 双闭环直流调速系统设计总框架 本设计中直流电动机由单独的可调整流装置供电，采用三相桥式全控整流电路作为直流电动机的可调直流电源。通过调节触发延迟角а的大小来控制输出电压Ud的大小