自动控制系统课程设计--晶闸管-直流电动机单闭环调速系统.pdf

广东技术师范学院天河学院

《电力拖动自动控制系统》报告

题目：晶闸管-直流电动机单闭环调速系统

系别电气工程系

班级本自动化092

学号

学生姓名

指导老师

2012年11月

题目：晶闸管-直流电动机单闭环调速系统

系统结构图：

已知数据：直流电动机：额定功率18kw、额定电压220v、额定电流94A、

额定转速1000r/min、电枢回路电阻1欧；机械部分的飞轮惯量：

10N.m^2；电枢回路总电感0.017H；

测速发电机：永磁式，额定功率23w、额定电压110v、额定电流0.21A、额

定转速1900r/min；

整流变压器：Y/Y联接，二次线电压230V；

直流稳压电源：15V

*其它相关数据：触发整流器放大倍数设为40；

二、设计要求

(1)调速范围D=20，静差率S10(按S=10计算)



(2)超调量小于（或等于）25%

三、设计完后须提交

(1)设计说明书(含静态计算、稳定性判定；调节器的选取及参数

计算等)

(2)系统的电路原理图；

*

(3)系统的性能仿真(用MATLAB软件)

控制结构图

有了原理图之后，把各环节的静态参数用自控原理中的结构图表示，就得到

了系统的稳态结构框图。

图3、单闭环直流调速系统稳态结构框图

同理，用各环节的输入输出特性，即各环节的传递函数，表示成结构图形式，

就得到了系统的动态结构框图。

由所学的相关课程知：放大环节可以看成纯比例环节，电力电子变换环节是一个

时间常数很小的滞后环节，这里把它看作一阶惯性环节，而额定励磁下的直流电

动机是一个二阶线性环节。

所以，可以得到如下的框图：

参数计算

根据以上数据和稳态要求计算参数如下：取电机电枢电阻为0.5欧

1.为了满足D=20，s≤10%，额定负载时调速系统的稳态速降为

ns10000.1

nNr/min5.56r/min

clD(1s)20(10.1)

2.根据n，求出系统的开环放大系数

cl

先计算电动机的电动势系数

UIR(220940.5)V

CNNa0.173Vmin/r

en1000r/min

N

则开环系统额定速降为

IR941

nNr/min543.35r/min

opc0.173

e

闭环系统的开环放大系数应为

n543.35

Kop1197.72196.72

n5.56