毕业设计-双闭环直流调速系统的设计.docVIP

海尔学院（机电学院） 毕 业 项 目 设 计 书 项目名称： 双闭环直流调速系统的设计 专业名称： 电气自动化技术 姓 名： 学 号： 班 级： 电气09-2 指导教师： 2012年5月 目 录 前言---------------------------------------------------------------------------2 学习情境一：系统方案选择与总体结构设计-----------------------------------------4 学习情境二：双闭环直流调速系统-------------------------------------------8 学习情境三：双闭环直流调速系统的动态过程----------------------------------------------------------11 学习情境四：电流环与转速环的设计---------------------------------------14 学习情境五：双闭环直流调速系统的电气原理图------------------------------20 学习情境七：双闭环直流调速系统的MATLAB仿真-----------------------------25 总结--------------------------------------------------------------------------28 参考文献----------------------------------------------------------------------29 前言 调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动，简称为直流调速。早在20世纪40年代采用的是发电机－电动机系统，又称放大机控制的发电机－电动机组系统。这种系统在40年代广泛应用，但是它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为可控变流装置。这种系统缺点也很明显，主要是污染环境，危害人体健康。50年代末晶闸管出现，晶闸管变流技术日益成熟，使直流调速系统更加完善。晶闸管－电动机调速系统已经成为当今主要的直流调速系统近几年，交流调速飞速发展，逐渐有赶超并代替直流调速的趋势直流调速理论基础是经典控制理论而交流调速主要依靠现代控制理论本设计主电路采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案，直流调速双闭环控制系统的工作原理运用Simulink对直流电动机双闭环调速系统数学建模和系统仿真NN(r/min) Ra(Ω) GDa2（Nm2） P极对数 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1 1.1.1电动机供电方案的选择 变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变U，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。 在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压Ud。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。 1．1．2 调速系统方案的选择 计算电动机电动势系数： v min/r, 当电流连续时， 系统额定速降为: ， r/min 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率: ，远大于5%. 若D=10，S≤5%.，则 可