双闭环晶闸管直流调速系统课程设计方案.docVIP

课程设计报告 PAGE 第 PAGE 2页 双闭环直流晶闸管调速系统课程设计 设计题目：双闭环直流晶闸管调速系统课程设计 学 院： 专 业： 年 级： 学生姓名： 指导教师： 日 期： 教 务 处 制 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u 第一章 绪论 2 第二章 总体方案设计 3 2.1 方案比较 3 2.2 方案论证 3 2.3 方案选择 4 2.4 设计要求 4 第三章 单元模块设计 5 3.1 转速给定电路设计 5 3.2 转速检测电路设计 5 3.3 电流检测电路设计 6 3.4 整流及晶闸管保护电路设计 7 3.4.1 过电压保护和du/dt限制 7 3.4.2 过电流保护和di/dt限制 7 3.4.3 整流电路参数计算 8 3.5电源设计 10 3.6 控制电路设计 10 第四章 系统调试 16 第五章 设计总结 19 第六章 总结与体会 19 7参考文献 20 课程设计专用纸 PAGE 第 PAGE 20页 第 PAGE 20页 第一章 绪论 自70年代以来，国外在电气传动领域内，大量地采用了“晶闸管直流电动机调速”技术（简称KZ—D调速系统），尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中KZ—D系统的应用还是占有相当的比重。在工程设计与理论学习过程中，会接触到大量关于调速控制系统的分析、综合与设计问题。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。双闭环（电流环、转速环）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、抗干扰能力强等优点。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调节器的单闭环的调速系统可以再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。在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流转矩的条件下调速系统所能得到的最快的启动过程。 第二章 总体方案设计 2.1 方案比较 方案一：单闭环直流调速系统 单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。在电动机轴上装一台测速发电机SF ,引出与转速成正比的电压Uf 与给定电压Ud 比较后,得偏差电压ΔU ,经放大器FD ,产生触发装置CF 的控制电压Uk ,用以控制电动机的转速,如图2.1所示。 放大器整流触发装置负载电压电动机 放大器 整流触发装置 负载 电压 电动机 速度检测 速度检测 图2.1 方案一原理框图 方案二：双闭环直流调速系统 该方案主要由给定环节、ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成。为了使转速负反馈和电流负反馈分别起作用，系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR。电流调节器ACR和电流检测反馈回路构成了电流环；转速调节器ASR和转速检测反馈回路构成转速环，称为双闭环调速系统。因转速换包围电流环，故称电流环为内环，转速环为外环。在电路中，ASR和ACR串联，即把ASR的输出当做ACR的输入，再由ACR得输出去控制晶闸管整流器的触发器。为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入输出限幅功能的PI调节器，且