直流电动机调速课程设计汇.docx

摘 要：目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流电动机具有良好的起、制动性能，调速范围广，静差率小，稳定性好以及具有良好的动态性能，在很多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年以来，高性能交流调速技术发展很快，随着其应用范围的逐渐扩大，有着取代直流调速系统的发展趋势。 为了提高直流调速系统的动态、静态性能，通常要采用闭环控制系统。在对调速指标要求不高的场合，采用转速单闭环系统是最经济的选择，正因为这样，单闭环直流电机调速系统在日常生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能也被大众所认同。闭环系统把一部分的输出信号反馈回输入端，与输入端的信号进行比较，其差值作为实际的输入信号，能自动地调节输入量，提高系统的稳定性。在对调速系统有较高要求的领域，常利用直流电动机，然而，直流电动机开环系统稳定性不高，系统有较大转速差，不能够满足要求，所以可以利用转速单闭环系统来提高稳态精度。但是，采用比例调节器的负反馈调速系统还是有静差的，为了消除系统静差，可以采用积分调节器 代替比例调节器。 单闭环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、测速发电机、闭环控制系统组成。通过调整晶闸管的控制角来调节转速，非常方便，高效。关键词:单闭环；不可逆；高稳定性。目 录第1章 绪论31.1本课题在国内外的发展概况及存在的问题31.2本课题的目的和意义3第2章 方案论证42.1 方案论证的比较42.1.1总体方案的论证比较4第3章 主电路设计8第4章 图表18第5章 结论19参考文献20致 谢20附录B21第一章绪论1.1本课题在国内外的发展概况及存在的问题目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流电动机具有良好的起、制动性能，调速范围广，静差率小，稳定性好以及具有良好的动态性能，在很多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。近年来，高性能交流调速技术发展很快，随着其应用范围的逐渐扩大，有着取代直流调速系统的发展趋势。为了提高直流调速系统的动态、静态性能，通常要采用闭环控制系统。在对调速指标要求不高的场合，采用转速单闭环系统是最经济的选择，正因为这样，单闭环直流电机调速系统在日常生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能也被大众所认同。闭环系统把一部分的输出信号反馈回输入端，与输入端的信号进行比较，其差值作为实际的输入信号，能自动地调节输入量，提高系统的稳定性。在对调速系统有较高要求的领域，常利用直流电动机，然而，直流电动机开环系统稳定性不高，系统有较大转速差，不能够满足要求，所以可以利用转速单闭环系统来提高稳态精度。但是，采用比例调节器的负反馈调速系统还是有静差的，为了消除系统静差，可以采用积分调节器代替比例调节器。单闭环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、测速发电机、闭环控制系统组成。通过调整晶闸管的控制角来调节转速，非常方便，高效。1.2课程设计的目的和意义1）了解单闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及其各主要单元部件的原理。2）掌握晶闸管直流调速系统的一般调速过程。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）掌握交、直流电动机的机械特性及起动、调速、制动、反转的基本理论和计算方法。?6）了解选择电动机的原则和方法。7）学习低压电器基础知识，具备使用有关手册，图表资料的初步能力。 8）学会分析电力拖动与自动控制系统中电动机的机械特性，各种运行状态及控制特性，掌握它们的基本原理和相应计算方法。9）掌握电力拖动控制理论和线路分析方法，具备排除一般故障的能力。 10）通过实验、实习等教学环节，深化专业理论，增强动手能力，具备初步的电力拖动制动系统的调试能力。第二章方案论证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： （１）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。（２）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