直流双闭环有环流可逆调速系统的设计.doc

PAGE PAGE 1 武汉理工大学华夏学院《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》课程设计 课程设计报告书 题 目 直流双闭环有环流可逆调速系统设计 院 系 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 2011 年 6 月 22 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 直流双闭环有环流可逆调速系统设计 初始条件： 1.直流电动机额定参数为： UN＝220V，IN＝136A，Ce＝0.132 v.min/r，Ra＝0.5Ω 2.电机过载倍数λ＝1.5，Ks＝40，Tl＝0.03 s，Tm＝0.18 s， 调节α＝0.07 v.min/r,β=0.05 v/A 3.测速发电机参数：23W，110V，0.21A，1900 r/min，永磁式 4.主电路采用三相全控桥，反并联连接，进线交流电源：三相380V 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，说明书撰写等具体要求） 1.转速调节器ASR及电流调节器ACR的设计 2.转速反馈和电流反馈电路设计 3.集成触发电路设计 4. 主电路及其保护电路设计 课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。满足如下要求： 1．采用α＝β配合控制，能够实现可逆运行，转速和电流稳态无差，电流超调量小于5％，转速超调量小于10％。 2. 对系统设计方案的先进性、实用性和可行性进行论证，说明系统工作原理。 3. 画出单元电路图，说明工作原理，给出系统参数计算过程。 4. 画出整体电路原理图，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 时间安排： 2011.6.13－2011.6.15 收集课程设计相关资料 2011.6.16－2011.6.23 系统设计 2011.6.24－2011.6.26 撰写课程设计及答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 系统组成及工作原理4 1.1系统组成4 1.2工作原理图4 2 电路的设计6 2.1给定及偏移电源6 2.2双环调节器电路6 2.2.1转速调节器6 2.2.2电流调节器7 2.3触发器的设计7 2.4主电路的设计8 2.5转速及电流检测电路9 2.6反相器的设计10 3 调节器的参数整定11 3.1电流调节器参数整定12 3.2转速调节器设计13 3.2.1电流环的等效闭环传递函数13 3.2.2转速调节器结构的选择14 3.2.3转速调节器参数的选择15 3.2.4检验近似条件及转速超调量15 3.2.5转速调节器的实现16 设计总结与体会17 参考文献18 附录19 摘要 直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。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，所以在电气传动中获得了广泛应用。本文从直流电动机的工作原理入手，建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，在理论分析和仿真研究的基础上，本文设计了一套实验用双闭环直流调速系统，详细介绍了系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。 关键词 直流电机 直流调速系统 速度调节器 电流调节器 双闭环系统 仿真 1 系统组成及工作原理 1.1 系统组成 主电路两组三相桥式晶闸管装置反并联的可逆线路，控制电路采用典型的转速、电流双闭环，转速调节器ASR和电流调节器ACR都设置了双向输出限幅，以限制最大制动电流和最小控制角αmin与最小逆变角βmin。根据可逆系统正反向运行的需要，给定电压Un，电流反馈电压Ui都应该能反映正和负的极性。图中的电流互感器TA采用霍尔变换器可以满足这一要求。 直流平均环流可以用α?β配合控制消除，而瞬时脉动环流却是自然存在的。为了抑制瞬时脉动环流，课在环流回路中