三相桥式整流电路供电的速度闭环直流电力传动系统课程设计报告.doc

课 程 设 计 任 务 书 题 目 三相桥式整流电路驱动的速度闭环直 流电力传动系统 学 院 机电学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气0901 学生姓名 匡少鹏 学 号 2009011676 11 月5 日至 11 月 17日 共 2 周 一、设计内容及要求 设计一个由三相桥式整流电路为直流电动机供电的，带有速度反馈环的直流电力拖动系统。系统性能应满足要求的各项指标。 （1）画出系统框图 （2）根据电机参数选择晶闸管的容量（额定电压、考虑启动电流的晶闸管通态平均电流ITa）； （3）设计晶闸管电路的触发电路，单结管、锯齿波、数字式均可。如果在触发电路输入电压为0时晶闸管主电路输出电压也为0；触发电路输入电压为10时晶闸管主电路输出电压也为电机的额定电压，求出晶闸管环节的放大倍数KS。 （4）加入电流保护环节； （5）求出直流电机的Ce、测速发电机的α。 （6）根据系统要求确定速度调节器的放大倍数KP，画出电路图。 （7）检验设计后的稳态性能指标，看是否满足要求。 （8）计算系统的电磁时间常数Tl和机械时间常数Tm。； （9）求出系统的动态传递函数和结构图。 （10）验证系统的稳定性。 二、设计原始资料 直流电动机：电机型号：Z4-112/2-1；额定输出功率Pnom=3kW；额定电枢电压Unom=160V；额定电枢电流Inom=24A；额定转速nnom=1540rpm；电枢回路电阻Ra=0.785Ω；电枢回路电感La=2.4mH；转动惯量GD2=0.072kg.m2。机械系统折算的转动惯量为GD21=0.3 kg.m2。 测速发电机：型号：ZCF121A；转速为2400rpm时输出电压为51V。 调速系统指标要求：S=1%；D=15；系统稳定。 PWM直流变换电路可视为一阶惯性环节，其时间常数TS为1ms 。 三、设计完成后提交的文件和图表 1．计算说明书部分 (1)方案论证、设计报告书打印版或手写版; (2)元件参数的计算; (3)电路原理图分析说明； 2．图纸部分： 具体电路原理图； 四、进程安排 教学内容 学时 地点 备注 布置任务以及题目讨论、分析 1天 宿舍 资料查阅与学习，讨论 2天 图书馆 、互联网 框图设计 1天 宿舍 原理图设计 5天 宿舍 如果设计数字控制器，包括流程图 成果验收 1天 宿舍 目 录 一：系统的整体分析…………………………………………………………7 1..1课题要求…………………………………………………………………7 1.2 设计思路…………………………………………………………………7 1.3系统框图…………………………………………………………………8 二：系统各部分的设计………………………………………………………9 2.1集成触发电路（TC787）的用法………………………………………………9 2.2转速调节器ASR的设计………………………………………………………10 2.3光耦隔离的设计（电阻的选择及驱动适配）………………………………11 2.4电流保护模块的设计（霍尔传感器测电流，限幅电压）…………………12 2.5整流电路的设计（晶闸管的选择）…………………………………………13 2.6系统的总体电路图……………………………………………………………14 三：计算及验证……………………………………………………………15 3.1 Ce，α，Ks的确定…………………………………………………………15 3.2 Tl，Tm的计算………………………………………………………………15 3.3 ，的计算……………………………………………………………15 四：心得体会……………………………………………………………16 五：参考文献……………………………………………………………16 一、系统的整体分析 1.１ 课题要求： 三相桥式整流电路驱动的速度闭环直流电力传动系统 目的：设计一个由三相整流电路的设备为直流电机供电，带有速度反馈的直流电力拖动系统。系统性能应满足要求的各项指标。 直流电机：电机型号： Z4_112/2_1;额定输出功率P=3KW;额定电枢电压U=160V,额定电枢电流I=24A;额定转速n=1540rpm；电枢回路电阻R=0.785,电枢回路电感L=2.4mH；转动惯量GDD=0.072;机械