十机架连轧机分部传动直调速系统的设计毕业设计.doc

电气工程及其自动化课程设计 题 目 十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计 学生姓名 专业班级 1203 学 号 201202153648 系 部 电气工程及其自动化 指导教师 完成时间 2014年3 月9 日  目 录 交直流调速系统的设计摘要 1 绪论 2 1 方案选择部分 3 1.1 设计要求 3 1.2 调速的方案选择 3 1.2.1 直流电动机的选择 3 1.2.2 电动机供电方案的选择 3 1.2.3 系统的结构选择 3 1.2.4 直流调速系统的总体结构框图 4 1.3 主电路的计算 4 1.3.1 整流变压器的计算 4 1.3.2 晶闸管元件的选择 5 1.3.3 晶闸管保护环节的计算 6 1.3.4 平波电抗器的计算 8 1.4 触发电路的选择与校验 9 1.5 控制电路的计算 10 1.5.1 给定电源和给定环节的设计 10 1.5.2 转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静态参数设计 10 1.6 双闭环直流调速系统的动态设计 11 1.6.1电流调节器的设计 11 1.6.2 转速调节器的设计 12 2 MATLAB仿真 14 2.1 系统的建模与参数设置 14 2.1.1 开环物理模型的构建 14 2.1.2 单闭环物理模型的构建 15 2.1.3 双闭环物理模型的构建 15 2.2系统动态仿真结果的输出及结果分析 16 2.2.1 开环数学模型 16 2.2.2 单闭环数学模型及其仿真结果 16 2.2.3 双闭环数学模型及其仿真结果 17 2.3系统仿真结果总体分析 18 2.3.1电机转速曲线 18 2.3.2电机电流曲线 18 参考文献 20 交直流调速系统的设计 摘要 直流调速系统具有调速范围广精度高动态性能好和易于控制等优点，因此本设计运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，并详细分析系统的原理及其静态和动态性能，且利用SIMULINK对系统进行各种参数的给定下的仿真。通过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。同时通过本次课程设计能够加强我们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高我们的工程设计与动手能力的目的。各个仿真结果都基本上符合设计要求。 关键词：直流电机、双闭环调速系统、MATLAB/SIMULINK仿真 绪论 在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。 双闭环调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差。得到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。 主电路的计算 整流变压器的计算 1.3.1.1整流变压器二次侧电压计算 整流变压器二次侧电压计算公式：U2=（1~1.2）==1.83 1.3.1.2 一次、二次侧电流计算 一次侧电流：= 考虑变压器自身的励磁电流时，应乘以1.05左右的系数，查表知，一次相电流计算系数KIL=0.816，由电机参数可知=209A,代入公式计算出