轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)_課程設(shè)計

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1、轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計學(xué)生：xxx學(xué)號：xxxxxxxx專業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué)院：信息工程與科學(xué)學(xué)院22目錄目錄1摘要2第〇章任務(wù)書3（一）設(shè)計參數(shù)3（二）設(shè)計要求3第一章主電路設(shè)計4（一）系統(tǒng)組成4（二）主電路原理4（三）主電路元器件參數(shù)計算及器件選型51.3.1整流元器件參數(shù)計算與選型51.3.2其它元器件參數(shù)計算與選取7第二章調(diào)節(jié)器設(shè)計9（一）電流調(diào)節(jié)器設(shè)計9（二）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計10第三章觸發(fā)器設(shè)計12第四章反饋環(huán)節(jié)、保護(hù)電路及其它電路設(shè)計13（一）反饋環(huán)節(jié)設(shè)計134.1.1轉(zhuǎn)速反饋

2、環(huán)節(jié)設(shè)計134.1.2電流反饋環(huán)節(jié)設(shè)計13（二）保護(hù)電路設(shè)計144.2.1過電流保護(hù)電路設(shè)計144.2.2過電壓保護(hù)電路設(shè)計14（三）其它電路設(shè)計154.3.1轉(zhuǎn)速給定器設(shè)計154.3.2零速封鎖器設(shè)計15第五章系統(tǒng)仿真16（一）仿真模型建立16（二）仿真參數(shù)輸入17（三）仿真結(jié)果輸出18總結(jié)19附表1第一章用表20附表1-1整流參數(shù)計算用常數(shù)21附表1-2晶閘管型號及其參數(shù)21附表2第二章用表22附表2-1整流裝置失控時間（f=50Hz）22附表2-2典型I型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系2

3、2附表2-3典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）22附表2-4典型II型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系22參考文獻(xiàn)2222摘要本文介紹了基于工程設(shè)計對直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)直流調(diào)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理，利用晶閘管等器件設(shè)計了一個轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流晶閘管調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)中設(shè)置了電流反饋環(huán)節(jié)、電流調(diào)節(jié)器以及轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，構(gòu)成電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)——前者通過電流元件的反饋作用穩(wěn)定電流，后者通過轉(zhuǎn)速檢測元件的反饋作用保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，最終消除轉(zhuǎn)速偏差，從而使系統(tǒng)達(dá)到調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速的

4、目的。最后使用MATLAB對系統(tǒng)進(jìn)行仿真。（本課程設(shè)計為自主完成，如有雷同，純屬他人參考不當(dāng)。）22第〇章任務(wù)書（一）設(shè)計參數(shù)直流電動機(jī)的額定電壓UN=220V，額定電流IN=12A，額定轉(zhuǎn)速nN=1500rpm，電樞電阻Ra=1.2Ω，電流過載倍數(shù)λ=1.5，機(jī)電時間常數(shù)Tm=0.03s。（二）設(shè)計要求系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量σi≤5%，空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量σn≤10％。22第〇章主電路設(shè)計（一）系統(tǒng)組成本設(shè)計采用的轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)各個模塊如圖1-1所示。系統(tǒng)可分為三個部分：主

5、電路和控制電路以及保護(hù)電路和反饋環(huán)節(jié)。主電路主要包括整流變壓器和電力電子變換裝置，起到將交流變換成直流，從而為直流電動機(jī)提供電源電壓的作用?？刂齐娐分饕娏髡{(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器以及觸發(fā)器，其中電流調(diào)節(jié)器與電流反饋環(huán)構(gòu)成電流環(huán)，起到穩(wěn)定電流的作用；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)速反饋環(huán)構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)，使轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差；觸發(fā)器則用于為整流晶閘管組提供觸發(fā)脈沖。保護(hù)電路主要為晶閘管保護(hù)電路，包括由整流變壓器交流側(cè)的快速熔斷器組構(gòu)成的保護(hù)電路，以及與晶閘管并聯(lián)的阻容電路構(gòu)成的保護(hù)電路。保護(hù)電路的設(shè)置使得晶閘管免受過電壓以及過電流的

6、影響，從而使系統(tǒng)工作可靠。反饋環(huán)節(jié)包括電流反饋環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)。前者由電流互感器進(jìn)行電流檢測，再進(jìn)行整流濾波得到電流反饋信號，后者則使用測速發(fā)電機(jī)來得到實際轉(zhuǎn)速信號。此外，還有其它部分的電路。包括減小電流脈動的平波電抗器，以及減小直流電壓脈動的濾波電容。圖1-1轉(zhuǎn)速電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)組成框圖（二）主電路原理如圖1-2所示。主電路主要由整流變壓器和整流晶閘管組構(gòu)成。整流變壓器將公共電網(wǎng)的交流電壓變換成整流橋可用的電源電壓，而整流晶閘管組構(gòu)成三相全控橋，將交流電變換成直流電，從而作為直流電動機(jī)的電源電

7、壓。直接整流得到的電流和電壓往往有較大的脈動，若直接作為直流電動機(jī)的電源電壓，將會引起電機(jī)振動及噪聲。為此，需要在主電路的直流側(cè)加入平波電抗器和濾波大電容，從而減小整流器輸出電流脈動以及輸出電壓脈動。22圖1-2主電路原理圖（一）主電路元器件參數(shù)計算及器件選型主電路元器件包括整流元器件及其它元器件。整流元器件起整流作用，包括將市電電壓變換成整流橋可用電源電壓的整流變壓器，以及將交流電變整流成直流電的整流晶閘管組；其它元器件則起減小紋波作用，包括抑制輸出電流紋波的平波電抗器，以及抑制輸出電壓紋波的濾波電容器

8、。正確計算其參數(shù)，適當(dāng)選擇其型號，將有助于使主電路以低成本在高可靠下運(yùn)行。1.3.1整流元器件參數(shù)計算與選型整流元器件參數(shù)計算與選型包括整流變壓器參數(shù)計算與選型及整流晶閘管參數(shù)計算與選型。1.整流變壓器參數(shù)計算與選型在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致。此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干擾，要求它們相互隔離，故通常要配用整流變壓器。本設(shè)計采用變壓器的接線型式為一次側(cè)繞組采用△聯(lián)接，二次側(cè)繞組