应用于某型铣刀的直流电机调速.docVIP

目录 应用于某銑刀的直流电动机调速 2 设计任务分析 2 1.1课题的内容与要求： 2 1.2系统的概述与分析： 2 第2章 电力拖动系统的性能指标分析 4 ２.1机械特性 4 ２.2调速特性 5 2.2.1稳态性能指标 5 2.2.2 动态性能指标 6 第3章 电动机的选择 7 3.1 电机容量的原则 7 3.2电机电气线路 9 第四章 控制系统设计 10 4.1 模拟式速度随动系统 10 4.2 闭环系统分析及参数计算 12 4.3直流调速系统用的可控整流装置 13 第五章 系统校正与参数整定 16 5.1 拖动对象的参数计算 16 5.2 预制参数设置 16 5.3 调节器参数计算 17 5.4 调节器的实现及器件选择 18 5.5 检测电路参数设置 19 5.6 调节器限幅输出电路 20 总结 23 参考文献 24 应用于某銑刀的直流电动机调速 设计任务分析 1.1课题的内容与要求： 某型铣床采用镶齿锯片铣刀，驱动电机采用直流电动机，铣刀最大直径500mm，最小直径100mm，铣刀允许最大切削速率20m/s，最高切削速度下最大许用切削力500N，铣刀最大许用切削力矩500N*M，铣刀卡盘、联动轴和铣刀飞轮矩为75N*m2。试设计此拖动系统，要求切削速率1-20m/s无级可调，设定速度后空载到最大吃刀深度速度波动小于10%。铣床工作现场有三相四线制380V交流电源，100A空开保护，最大电压波动，通风良好，环境干燥，无粉尘，现场无防爆要求。 1.2系统的概述与分析： 根据课题的要求该系统对电机的转速控制采用无静差直流调速系统进行控制。无静差直流调速系统可分为：1转速负反馈，2电压负反馈3电流正反馈等4附加电流正反馈的电压负反馈等几种直流调速系统。无静差直流调速系统如图1.1所示： 图1.1 采用比例积分调节器以实现无静差，采用电流截止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号Ui。当电流超过截止电流Idcl时，Ui高于稳压管VS的击穿电压，使晶体管VBT导通，则PI调节器的输出电压Uc接近于零，电力电子变换器UPE的输出电压U d急剧下降，达到限流的目的。 当电动机电流低于其截止值时，由如下系统稳态结构图框图所示： 图1.2 第2章 电力拖动系统的性能指标分析 电力拖动系统拖动的工艺设备总是对电力拖动系统提出一定的性能指标要求，包括技术性指标、可靠性指标、经济性指标等方面的指标。 技术性指标作为电力拖动系统设计的主要遵循指标，主要包括了电力拖动系统的机械特性、转速指标及调速性能等方面。这些指标是设计电力拖动系统必须首先予以明确的。 ２.1机械特性 我们称n=f(T)为电动机的机械特性，n=f(Tz)为生产机械的负载转矩特性。 对于拖动生产设备的电力拖动系统，只有当电动机与负载的机械特性配合适当，系统才能正常的运行。所以电力拖动系统的机械特性必须根据负载的转矩特性加以选定、设计，于是我们必须首先明确拖动对象的转矩特性。 负载的转矩特性，就是负载的机械特性，简称负载特性。 恒转矩负载特性 当转速变化时，负载转矩的大小保持不变称为恒转矩负载特性。 可分为：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。 恒功率负载特性 恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速的变化而变化。由于 Pz=Tz·Ω=Tz·=k,则 Tz=·= 式中常数k1=9.55k.由式中可知，恒功率负载的转矩与转速成反比。 以上三类负载机械特性是从各种实际负载中概括出来的典型化的负载机械特性，实际负载机械特性可能是以某种典型特性为主的几种典型特性的组合。 如果拖动对象的负载特性没有给出，则需要通过分析、实验等方法求取，具体方法可查阅相关文献。 当拖动对象的负载特性确定后，电力拖动系统能够工艺设备正常工作的必要条件和充分条件是： 1.必要条件: 电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在 。 2.充分条件: 在交点处满足 。 或者说，在交点的转速以上存在 ,在交点的转速以下存在 。 由此，我们可大致解算出电力拖动系统需要具有的基本参数，包括选用电动机应该具有的输出转矩、输出功率、最大转速和拖动系统的人为机械特性。 ２.2调速特性 大多电力拖动系统都是需要调速运行的，对于任何需要控制转速的电力拖动设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以下三个方面： （1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速； （2）稳速——以一定的精度在所需转