电机拖动控制系统课程设计-直流调速系统的设计.docVIP

课程设计说明书 课程名称： 电机拖动控制系统课程设计 专业： 自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩： 完成日期： 年 月 日 任 务 书 题目：直流调速系统的设计 设计内容及要求： 单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统的设计 （一）主回路方案确定 主要电气设备的计算和选择： 1、整流变压器的计算 2、晶闸管整流元件：电压定额、电流定额计算。 3、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。 （二）控制回路选择 反馈元件的选择，调节器的设计 （三）画出闭环调速系统电气原理图 （四）撰写设计说明书（报告）1、使学生进一步熟悉和掌握闭环直流调速系统工作原理，了解工程设计的基本方法和步骤。 2、熟练掌握主电路结构选择方法，主电路元器件的选型计算方法。 3、熟练掌握过电压、过电流保护方式的配置及其计算。 4、掌握电流、速度调节器的典型设计方法。 5、掌握电气系统线路图绘制方法。 6、掌握撰写课程设计报告的方法。 摘 要 本课程设计需要设计的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，所以在电力拖动中获得了广泛应用。 本课程设计从直流电动机的工作原理入手，建立了单闭环直流调速系统和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。然后按照电力拖动自动控制原理，对单闭环直流调速系统和双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，在理论分析的基础上，设计了单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统，详细介绍了调速系统控制电路的检测环节，运算放大环节，光电编码器等电路的具体实现。对系统的性能指标进行了严格计算，表明所设计的单闭环直流调速系统和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；单闭环直流；电流调节器；双闭环系统  目 录 1 单闭环直流调速系统主电路的设计 1 1.1 整流变压器参数的计算 1 1.2 整流器件晶闸管的参数计算及选择 1 1.3 阻容保护电路参数的计算及选择【1】 2 1.4 单闭环调速系统主电路电路 3 2 单闭环直流调速系统控制电路的设计 5 2.1 调速系统控制电路的检测环节 5 2.2 LM331芯片简介及工作原理 5 2.3 运算放大环节 7 2.4 单闭环调速系统控制电路电气原理图 8 3 双闭环直流调速系统主电路的设计 9 3.1 主电路元件的选择及参数的计算 9 3.2 保护环节的选择与计算 10 3.3 双闭环直流调速系统主电路与控制电路电气原理图 11 4 双闭环直流调速系统控制电路的设计 12 4.1 调节器的选择及设计 12 4.2 转速环的设计 13 总 结 16 参考文献 17 1 单闭环直流调速系统主电路的设计整流变压器参数的计算 在要求不太精确的情况下，可由简化式确定： 所以变压器电压比为： 二次侧相电流： 一次侧相电流： 一次容量： 二次容量： 平均计算容量： 1.2 整流器件晶闸管的参数计算及选择 负载最大电流：，查表1.3得： ，又因为 所以， 取，。 所以选择4个电压为150V，电流为8A的晶闸管。 1.3 阻容保护电路参数的计算及选择 由公式： 1.4 单闭环调速系统电单闭环调速系统电 单相桥式全控 电感性负载 0.9 1 1.11 1.11 1.11 三相桥式全控 电感性负载 2.34 1.22 1.05 1.05 1.05 表1.3 整流元件的最大峰值电压和额定电流的计算系数 整流主电路 单相 桥式 三相 桥式 电感负载 0.45 0.368 2 单闭环直流调速系统控制电路的设计2.1 调速系统控制电路的检测环节光电编码器E6B2_C光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90ordm;的两路脉冲信号。 图2.1 光电编码器接线图 2.2 LM331芯片简介及工作原理LM331 是美国NS公司生产的性能价格比较高的集成芯片。 LM331可用作精密的频率电压（F/V）转换器、A/D转换器、线