《电力拖动自动控制系统--运动控制系统》课程设计-直流双闭环有环流可逆调速系统设计汇.doc

课程设计报告书 题 目 直流双闭环有环流可逆调速系统设计 院 系 信 息 工 程 系 专 业 自 动 化 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2011 年 6 月 14 日  课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 自动化1081 指导教师： 工作单位： 信息工程系 题 目: 直流双闭环有环流可逆调速系统设计 初始条件： 1.直流电动机额定参数为： UN＝220V，IN＝136A，Ce＝0.132 v.min/r，Ra＝0.5Ω 2.电机过载倍数λ＝1.5，Ks＝40，Tl＝0.03 s，Tm＝0.18 s， 调节α＝0.07 v.min/r,β=0.05 v/A 3.测速发电机参数：23W，110V，0.21A，1900 r/min，永磁式 4.主电路采用三相全控桥，反并联连接，进线交流电源：三相380V 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，说明书撰写等具体要求） 1.转速调节器ASR及电流调节器ACR的设计 2.转速反馈和电流反馈电路设计 3.集成触发电路设计 4. 主电路及其保护电路设计 课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。满足如下要求： 1．采用α＝β配合控制，能够实现可逆运行，转速和电流稳态无差，电流超调量小于5％，转速超调量小于10％。 2. 对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。 3. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。 4. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 时间安排： 2011.6.13－2011.6.15 收集课程设计相关资料 2011.6.16－2011.6.23 系统设计 2011.6.24－2011.6.26 撰写课程设计及答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 摘要 直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。 目录 第一章 直流调速系统设计 1 1.1 直流调速系统的调速原理 1 1.2 电流、转速双闭环直流调速系统的理论分析 2 1.2.1 双闭环调速的工作过程和原理 2 1.2.2 双闭环直流调速系统的组成及其静特性 2 1.3 双闭环直流调速系统的数学模型 5 1.4 调节器的工程设计方法 5 1.5 电流环、速度环的设计 6 第二章 触发电路设计 9 2.1 TC787介绍 9 2.2 触发电路的设计 9 第三章 晶闸管保护电路设计 11 3.1 晶闸管过电压保护电路设计 11 3.2 晶闸管过电流保护电路设计 13 设计总结与体会 14 参考文献 15 附录 16 第一章 直流调速系统设计 1.1 直流调速系统的调速原理 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广范围内平滑调速，所以由晶闸管—直流电动机(V—M)组成的直流调速系统是目前应用较普遍的一种电力传动自动化控制系统。它在理论上实践上都比较成熟，而且从闭环控制的角度看，它又是交流调速系统的基础[1，6]。 从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统（伺服系统）、张力控制系统、多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此，调速系统是最基本的电力拖动控制系统。直流电动机的转速和其它参量的关系和用式（2—1）表示 （2—1） 式中 n——电动机转速； U——电枢供电电压； I——电枢电流； R——电枢回路总电阻，单位为 ——由电机机构决定的电势系数。 在上式中， 是常数，电流I是由负载决定的，因此，调节电动机的转速可以有三种方法： （1）调节电枢供电电压U； （2） 减弱励磁磁通； （3） 改变电枢回路电阻R。 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式最好。改变电阻只能实现有级调速；减弱励磁磁通虽然能够平滑调速，但调速的范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上做小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速