四辊压延机前辊直调速系统.doc

前言 运动控制系统是自动化专业的必修课。电力拖动自动控制系统课程的内容包括闭环控制的直流调速系统、多环控制的直流调速系统、可逆调速系统、直流脉宽调速系统和位置随动系统。要掌握经典直流调速系统的基本概念、基本原理和基本规律；了解电力拖动自动控制系统的基本形式及其控制规律；了解经典直流调速系统的基本体系；能应用已有的数学知识对电力拖动自动控制系统进行定量计算和定性分析，培养分析问题和解决问题的能力；本次设计以双闭环无静差直流调速系统为主。 在直流调速系统中，转速、电流双闭环直流调速系统是应用最广的直流调速系统，传统的设计方法为工程设计方法，它对被控对象的模型做了理想化和近似处理，故工程设计方法是一种近似的设计，而对一些高性能系统要求起制动超调小、动态速降小、恢复时间短，则需采用更为先进的控制策略。 为了获得良好的静、动态性能，电压、转速和电流调节器一般都采用PI调节器，文中设计了两个调节器输入输出电压均标出实际极性，它们是按照电力电子变换器的控制电压Uc为正电压的情况标出的，并考虑到运算放大器的倒相作用。还有调节器的输出都是带限幅作用的，限制电压决定了它们的输出最大值。 目录 第一章 设计要求及控制对象 1 1.1 生产工艺流程 1 1.2控制要求 1 1.3 设计要求及电机参数 2 1.4控制对象—四辊压延机 2 第二章 设计方案选择 3 2.1开环直流调速系统 3 2.2转速负反馈直流调速系统 3 2.3 带电流截止负反馈的直流调速系统 5 2.4双闭环直流调速系统 6 第三章 直流调速系统主电路设计 8 3.1励磁电流的设计 8 3.2电机主电路的设计 8 3.3电力电子变换电路的设计 9 3.4其他电路的设计 10 第四章 系统结构及子模块 11 4.1速度调节单元 11 4.2电流调节器 12 4.3 电流反馈与过流保护 13 4.4 速度反馈与系数整定 14 4.5 逻辑控制单元 15 4.6零速封锁单元 17 4.7 给定积分单元 18 第五章：双闭环调速系统的常规工程设计 19 5.1设计准备 19 5.2电流调节器的设计 20 5.3转速调节器的设计 22 第六章 主电路元件选择与参数计算 26 6.1变压器 26 6.2晶闸管 26 6.3晶闸管保护措施 26 第七章 双闭环直流调速系统的建模与仿真 27 第八章 总结 30 设计要求及控制对象 1.1 生产工艺流程 帘布放布机-接头硫化机-前三辊电机-贮步架-前四辊电机-干燥机-辊辊压延主机-（主机1和主机2）-后四辊电机-2台卷取机-仓库 1.2控制要求 （1）在压延前，必须给干燥辊加热60°~80°（使帘布烘干水分），给主辊加热至70°左右（不至于橡胶冷却硬化）。 （2）所有的直流电机可单动也可联动，并均要求电枢可逆。 （3）联动时，前四主机和后四主机不允许单动，而前三机可单独停（便于帘布的硫化接头，因有贮布架，也不影响后面的正常工作），卷取机也可单独停（便于2台卷取机换卷）。 （4）两台延压主机必须同时起、停或加减速，且控制要求和技术指标完全相同。 （5）前张力区的张力（最大为1000kg)通过前四电机来控制，后张力区的张力（1500kg）由后四电机来控制。 （6）在给定压延张力情况下，其压延速度由操作人员通过改变主机速度来达到。压延速度↑→前张力↑→通过控制器使前四电机升速→使前张力维持不变；同理后张力↓→使后四电机升速→后张力维持不变。从而在联动时使主机前后电机的速度达到协调。 （7）前四辊（开卷机）电动机工作情况：当给定张力小于ZL1所检测的实际张力时，电动机做电动运行，当给定张力大于实际张力时，电动机做发电运行，当实际张力小于150kg时，系统为电流、速度环结构，当给定张力不小于150kg时，系统自动转入电流、张力环结构；断带时，实际张力为0，则自动转到电流、速度环双闭环结构。 1.3 设计要求及电机参数 设计要求：稳态无静差：σi≤5%，空载起动至额定转速的超调量σn%≤10%，张力超调量≤10%。 电机参数：Pnom=17kw，Unom=220v，Inom=92A，nnom=1500r /min,Ra=0.15Ω,GD2=10.5N.M2,R=0.28Ω,允许电流过载倍数λ=1.2 1.4控制对象—四辊压延机 压延机(calender)是由两个或两个以上的辊筒，按一定形式排列，在一定温度下，将橡胶或塑料压制展延成一定厚度和表面形状的胶片，并可对纤维帘帆布或钢丝帘布进行挂胶的机械。压延机按照辊筒数目可分为两辊、三辊、四辊和五辊压延机等；按照辊筒的排列方式又可分为“L”型、“T”型、“F”型、“Z”型和“S”型等。 辊筒、机架、辊距调节装置、辊温调节装置、传动装置、润滑系统和控制系统等组成。精密压延机除了具有普通压延机主要零部件和