直流双闭环调速系统【参考】.docVIP

V-M转速、电流双闭环不可逆直流调速系统的设计 摘要 转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。根据晶闸管的特性，通过调节控制角α大小来调节电动机电枢电压。基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速、电流双闭环调速控制电路。在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电。本文首先确定整个设计的方案和框图。然后确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数的计算，包括整流变压器、晶闸管、电抗器和保护电路的参数计算。接着驱动电路即晶闸管触发电路的设计。本文的重点设计为直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、电流双闭环直流调速系统为对象来设计直流电动机调速控制器。为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称做外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。先确定其结构形式和设计各元部件，并计算其参数，包括直流稳压电源、给定电路、转速调节器、电流调节器、电流检测与反馈电路和触发电路参数计算，最后画出了调速控制电路电气原理图。 关键词： 双闭环； 转速调节器；电流调节器 目录 摘要 0 目录 1 第一章 设计要求 4 1.1 设计内容 4 1.2 设计要求 4 1.3 设计参数 4 第二章 控制系统工作原理及其设计 5 2.1 双闭环直流调速系统设计框图 5 2.2 V-M直流调速系统简介 6 2.3 转速电流双闭环不可逆直流调速系统组成 6 2.4.1 稳态结构框图 8 2.4.2 动态数学模型 10 2.5 整流电路的选择 11 第三章 双闭环不可逆直流调速系统主回路设计 12 3.1 电动机相关参数计算 12 3.2 主回路参数计算及元器件选择 13 3.2.1 整流变压器的容量计算和选择 13 3.2.2 整流元件晶闸管的选型 14 3.2.3 平波电抗器设计 15 3.2.4 直流测速发电机的选型 15 3.3 主回路保护电路设计 16 3.3.1 过电压保护 16 3.3.2 过电流保护 18 3.4 晶闸管的触发回路设计 21 3.5 励磁回路设计 23 第四章 双闭环直流调速系统控制回路设计 24 4.1 电流调节器的设计 24 4.1.1 确定时间常数 24 4.2 转速调节器的设计 26 4.3 反馈回路设计 31 4.3.1 电流检测与反馈回路设计 31 4.3.2 转速反馈环节设计 31 第五章 辅助回路设计 32 5.1 直流稳压电源 32 5.2 给定电路 33 5.3 限幅电路 33 5.4 操作回路 34 设计感想 35 参考文献 36  第一章 设计要求 1.1 设计内容 1、查阅有关资料，分析并确定控制方案，完成简装操作电路。 2、调速系统主电路的设计、计算，并确定主要元器件（包括有变压器、晶闸管和必要的保护环节）。 3、转速、电流双闭环直流调速系统调节器结构形式的确定，参数的设计、计算。 4、直流稳压电源、励磁回路、接触器操作回路等的设计。 绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图。 1.2 设计要求 1、调速范围D=20，静差率S≤5%。在整个调速范文内要求转速无级,平滑可调。 2、动态性能指标：电流环超调量； 空载启动到额定转速时的转速超调量δn10%。 1.3 设计参数 直流电机型号 Z2-32 额定容量（KW） 2.2 额定电压（V） 220 额定电流（A） 12.5 最大电流（A） 18.75 额定转速（rpm） 1500 额定励磁（A） 0.61 () 0.105 电动机电枢电阻Ra（Ω） 1.3 电动机电枢电感La（mH） 10 整流侧内阻Rn（Ω） 0.92 整流变压器漏感(mH) 6 电抗器直流电阻（Ω） 0.6 电抗器电感（mH) 8.0 第二章 控制系统工作原理及其设计 2.1 双闭环直流调速系统设计框图 直流电机的供电需要三相直流电，在生活中可直接提供三相交流380V电源，因此要进行整流，本设计采用三相桥式整流电路得到三相直流电，然后把电源提供给直流电动机。如图2-1设计的总框架。 图2-1 双闭环直流调速系统设计总框架 三相交流电路的交、直流侧及三相桥式整流电