江西理工大学电力拖动课程设计某型铣床的主驱动系统设计.doc

江西理工大学应用科学学院 电力拖动综合课程设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 设计题目：某型铣床的主驱动系统设计 设计报告格式25分 设计内容45分 答辩 考勤 总计得分 封面 3 页面布局 5 目录格式 3 图表质量 4 间行距、字体 5 页眉页脚 5 设计题目分析 5 系统控制方案 8 设备计算、选型 7 电气原理图 调节器参数整定或程序设计 10 10 20 主电路 5 控制电路 5 总图 5 2012年11月目 录 第1章 设计任务分析 3 1.1 课题的要求与内容 3 1.2系统的概述与分析： 3 第2章 电力拖动系统的性能指标分析 5 2.1机械特性 5 2.2调速特性 5 2.2.1稳态性能指标 5 2.2.2 动态性能指标 6 第3章 电动机的选择 7 3.1 电机容量的原则 7 3.2电机电气线路 8 第4章 控制系统设计 10 4.1 双闭环动态抗扰性能 10 4.2 闭环系统分析及参数计算 12 4.3直流调速系统用的可控整流装置 12 第五章 系统校正与参数整定 15 5.1 拖动对象的参数计算 15 5.2 预制参数设置 15 5.3 调节器参数计算 15 5.4 调节器的实现及器件选择 16 5.5 检测电路参数设置 18 5.6 调节器限幅输出电路 19 5.7 平波电抗器的计算 19 总结 20 参考文献 21 某型铣床的主驱动系统设计 第1章 设计任务分析 1.1 课题的要求与内容 某型铣床采用镶齿锯片铣刀，驱动电机采用直流电动机，铣刀最大直径500mm，最小直径100mm，铣刀允许最大切削速率20m/s，最高切削速度下最大许用切削力500N，铣刀最大许用切削力矩500N*M，铣刀卡盘、联动轴和铣刀飞轮矩为75N*m2。试设计此拖动系统，要求切削速率1-20m/s无级可调，设定速度后空载到最大吃刀深度速度波动小于10%。铣床工作现场有三相四线制380V交流电源，100A空开保护，最大电压波动，通风良好，环境干燥，无粉尘，现场无防爆要求。 1.2系统的概述与分析： 根据课题的要求该系统对电机的转速控制采用无静差直流调速系统进行控制。无静差直流调速系统可分为：1转速负反馈，2电压负反馈3电流正反馈等4附加电流正反馈的电压负反馈等几种直流调速系统。双闭环直流调速系统电路原理图如图1-1所示： 图1-1 双闭环直流调速系统原理图 ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—测速发电机 TA—电流法互感器 UPE—电力电子变换器 UN* --转速给定电压 Un--转速反馈电压 Un*--电流给定电压 Ui—电流反馈电压 采用比例积分调节器以实现无静差，采用电流截 止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号Ui。当电流超过截止电流Idcl时，Ui高于稳压管VS的击穿电压，使晶体管VBT导通，则PI调节器的输出电压Uc接近于零，电力电子变换器UPE的输出电压U d急剧下降，达到限流的目的。 当电动机电流低于其截止值时，由如下系统稳态结构图框图所示： 图1-2系统稳态结构图 第2章 电力拖动系统的性能指标分析 2.1机械特性 我们称n=f(T)为电动机的机械特性，n=f(Tz)为生产机械的负载转矩特性。 恒转矩负载特性 当转速变化时，负载转矩的大小保持不变称为恒转矩负载特性。 可分为：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。 恒功率负载特性 恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速的变化而变化。由于 Pz=Tz·Ω=Tz·=k,则 Tz=·= （ 2-1 ） 式中常数k1=9.55k.由式中可知，恒功率负载的转矩与转速成反比。 以上三类负载机械特性是从各种实际负载中概括出来的典型化的负载机械特性，实际负载机械特性可能是以某种典型特性为主的几种典型特性的组合。 如果拖动对象的负载特性没有给出，则需要通过分析、实验等方法求取，具体方法可查阅相关文献。 当拖动对象的负载特性确定后，电力拖动系统能够工艺设备正常工作的必要条件和充分条件是： 1.必要条件: 电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在 。 （ 2-2 ） 2.充分条