單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃書

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1、單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)劃書第1章設(shè)計(jì)要求1.1設(shè)計(jì)的目的了解單閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)的原理，組成及其各主要單元部件的原理。掌握晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)的一般調(diào)速過程。認(rèn)識(shí)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的基本性。掌握交、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、原理、運(yùn)行特性。掌握交、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性及起動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)的基本理論和計(jì)算方法。了解選擇電動(dòng)機(jī)的原則和方法。學(xué)習(xí)低壓電器基礎(chǔ)知識(shí)，具備使用有關(guān)手冊(cè)，圖表資料的初步能力。學(xué)會(huì)分析電力拖動(dòng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，各種運(yùn)行狀態(tài)及控制特性，掌握它們的基本原理和相應(yīng)計(jì)算方法。掌握電力拖動(dòng)控制理論和線路分析方法，具備排除一般故障的能力。通過實(shí)驗(yàn)、實(shí)

2、習(xí)等教學(xué)環(huán)節(jié)，深化專業(yè)理論，增強(qiáng)動(dòng)手能力，具備初步的電力拖動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的調(diào)試能力。1.2設(shè)計(jì)要求1、首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行方案論證，設(shè)計(jì)幾種方案進(jìn)行對(duì)比，選擇其中最好的一種進(jìn)行分析論證。2、對(duì)系統(tǒng)的硬件組成部分以及設(shè)計(jì)原理進(jìn)行介紹，并且畫出硬件組成部分電路圖和做出相關(guān)計(jì)算。3、對(duì)系統(tǒng)做數(shù)據(jù)分析，并觀察是否與系統(tǒng)論證相匹配。4、設(shè)計(jì)思路要清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖。5、單元電路設(shè)計(jì)，給出具體設(shè)計(jì)思路和電路。6、分析所有單元電路與總電路的工作原理，并給出必要的波形分析。17第2章方案論證2.1　方案比較的論證2.1.1　總體方案的論證比較對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有很多，而其各有它自己的優(yōu)點(diǎn)和不

3、足。各種調(diào)速方法可大致歸納如下：（1）弱磁調(diào)速通過改變勵(lì)磁線圈中的電壓Uf，使磁通量改變（Uf增大，磁通量增大；Uf增小，磁通量增?。?。特點(diǎn)：保持電源電壓為恒定的額定值，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁回路的勵(lì)磁電流大小，改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這種調(diào)速方法屬于基速以上的恒功率調(diào)速的方法。在電流較小的勵(lì)磁回路內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此控制起來(lái)比較方便，功率損耗小，用于調(diào)節(jié)勵(lì)磁的電阻器功率小，控制方便且容易實(shí)現(xiàn)，而其更重要的是此方法可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，但由于電動(dòng)機(jī)的換向有限以及機(jī)械強(qiáng)度的限制，速度不能調(diào)節(jié)得太高，從而電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍也就受到了限制。（2）串聯(lián)電阻調(diào)速　即在電樞回路中串入一個(gè)電阻，其阻值的大

4、小根據(jù)實(shí)際需要而定，使電動(dòng)機(jī)特性變軟，特點(diǎn)：在保持電源電壓和氣隙磁通為額定值，在電樞回路中串入不同阻值的電阻時(shí)，可以得到不同的人為機(jī)械特性曲線，由于機(jī)械特性的軟硬度，即曲線斜率的不同，在同一負(fù)載下改變不同的電樞電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到調(diào)速的目的，屬于基速以下的調(diào)速方法。這種方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而其成本較低，單外串電阻只能是分段調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，而其電阻在一定程度上要消耗能量，功率損耗大，低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性較差，只能適應(yīng)對(duì)調(diào)速要求不高的中小功率型電動(dòng)機(jī)。（3）調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速電機(jī)降壓起動(dòng)是為了避免高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流峰值,減小電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的加速轉(zhuǎn)矩和沖擊電流對(duì)工作

5、機(jī)械、供電系統(tǒng)的影響。特點(diǎn)：在保持他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的磁通為額定值的情況下，電樞回路不串入電阻的值時(shí)視兩端的電壓，即電源電壓降低為不同的值時(shí)，可以獲得與電動(dòng)機(jī)固有機(jī)械特性相互平行的人為機(jī)械特性，調(diào)速方向是基速以下，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方法。只要輸出的電壓是連續(xù)可調(diào)的，即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，而且低速運(yùn)行時(shí)的機(jī)械特性基本保持不變。所以得到的調(diào)速范圍可以達(dá)到很高，而且能實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行。但對(duì)于可調(diào)的直流電源成本投資相對(duì)其他方法較高。又由于電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種的直流調(diào)壓方法，可分為如下兩種：171）使用晶閘管可控整流裝置的調(diào)速系統(tǒng)；2）使用脈寬調(diào)制的晶體管功率放大器調(diào)速系統(tǒng)?；谝?/p>

6、上的特點(diǎn)，當(dāng)前有3種方法可供選擇。方案Ⅰ　弱磁調(diào)速系統(tǒng)采用弱磁調(diào)速。由于弱磁調(diào)速方法的特點(diǎn)可以看出：功率損耗小，特別是用于調(diào)節(jié)勵(lì)磁的電阻器功率小，控制方便而其容易實(shí)現(xiàn)，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，為生產(chǎn)節(jié)約了生產(chǎn)成本。這是它的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)要注意到弱磁調(diào)速方法難以實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行，以及可逆運(yùn)行。只能在基速以上運(yùn)行，且電動(dòng)機(jī)的換向能力以及機(jī)械強(qiáng)度的限制，速度不能調(diào)得太高，這就限制了它的調(diào)速范圍的要求，針對(duì)我們要設(shè)計(jì)的目標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)，速度要求在1500r/min，很明顯這種調(diào)速方法難以做到，必須要配合其他的控制方法才能實(shí)現(xiàn)，這樣成本將會(huì)升高，而且控制將會(huì)變得復(fù)雜，失去了弱磁調(diào)速本身所具

7、有的優(yōu)點(diǎn)。方案Ⅱ　串聯(lián)電阻調(diào)速系統(tǒng)采用串聯(lián)電阻調(diào)速。這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單，控制電路簡(jiǎn)單可靠，操作簡(jiǎn)便。這種調(diào)速屬于基速以下的調(diào)速方法，可以達(dá)到生產(chǎn)工藝對(duì)速度的要求。但它外串電阻只能是分段調(diào)節(jié)，不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，而且電阻在一定程度上消耗能量，功率損耗比較大，低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生張力不平穩(wěn)，難以控制。方案Ⅲ　調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)電樞電壓的調(diào)速方法。這種可以獲得與電動(dòng)機(jī)的固有機(jī)械特性相平行的人為機(jī)械特性，調(diào)速方向是基速以下只要輸出的電壓是連續(xù)可調(diào)的，即可實(shí)現(xiàn)電