十机架连轧机分部传动直流调速系统设计-河南工程学院自动控制系统课程设计.docxVIP

河南工程学院课程设计十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计学生姓名：杰哥学院：电气信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化专业课程：自动控制系统指导教师：河南工程学院2017年12月01日课程设计成绩评定标准及成绩序号评审项目指标满分评分1工作态度遵守纪律，学习认真；作风严谨，踏实肯干；善于与他人合作。52工作量按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合要求；完成硬件电路设计10分，完成仿真验证10分。203出勤情况全勤：10分10分有迟到、早退、请假现象：8分旷课1天：2分旷课2天及以上：0分4设计、实验方案控制要求详细，能自主设计控制系统实现自己的控制要求，符合设计性能指标要求。能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识，有独特见解，设计有一定应用价值。30分5仿真实验技能动手能力强，能独立完成仿真模型的搭建，进行参数调整，能解决设计及实验过程中出现的问题。10分6小组表现注重团队合作，在小组中表现突出，对设计方案的制定及选取起主要作用，在实验操作过程中，承担主要执行者。5分7设计报告质量报告结构严谨合理；文理通顺，技术用语准确，符合规范；图表完备、正确，绘图准确、符合国家标准；。20分总分评语：等级：评阅人：职称：日期：年月日目 录摘要11 设计内容21.1技术数据21.2调速方案的选择21.2.1 直流电动机的选择21.2.2 电动机供电方案的选择21.2.3 系统的结构选择31.2.4 直流调速系统的总体结构框图32 主电路的计算42.1 整流变压器的计算42.1.1 整流变压器二次侧电压计算42.1.2 一次、二次侧电流计算42.1.3 变压器容量的计算42.2 晶闸管元件的选择52.3 晶闸管保护环节的计算52.4 平波电抗器的计算73 触发电路的选择与校验84 控制电路的计算94.1 给定电源和给定环节的设计94.2 转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静态参数设计95 双闭环直流调速系统的动态设计105.1电流调节器的设计105.2 转速调节器的设计116 系统的MATLAB仿真及数据分析126.1 开环仿真结果及分析126.2 单闭环仿真结果及分析136.3 转速双闭环调速系统14结束语17参考文献18附录19摘要转速、电流双闭环控制直流调速系统的性能好，具有调速范围广、精度高、双闭环调速系统设置了两个调节器，即转速调节器和电流调节器，分别调节转速和电流。本文对直流双闭环调速系统的设计进行分析，对直流双闭环调速系统的原理进行一些说明，介绍了其主电路计算，参数选定，触发电路的选择与校验，控制电路设计计算，以及双闭环直流调速系统的动态设计，而且利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，根据双闭环直流调速系统原理图, 分析了转速调节器、电流调节器的作用, 并通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形，并对得到的波形进行分析。关键词：双闭环直流调速系统、晶闸管、直流电动机、仿真1 设计内容1.1技术数据1）电枢回路总电阻取；总飞轮力矩。2）其他未尽参数可参考教材第二章2.3.2节中“工程设计方法双闭环直流调速系统中的应用”的“4.设计举例”的有关数据。3）要求：调速范围，静差率，稳态无静差，电流超调量，电流脉动系数，起动到额定转速时的转速退饱和和超调量。4）要求系统具有过电流、过电压、过载和断相保护。5）要求触发脉冲有鼓掌封锁能力。6）要求对拖动系统的设置给定积分器。1.2调速方案的选择调速选泽包括以下几种：直流电动机的选择、电动机供电方案的选择、系统的结构选择、确定直流调速系统的总体结构原理框图及仿真图。1.2.1 直流电动机的选择根据小组的安排，第7组我们组分的是第七台机架连轧机，此机架连轧的电动机的型号是Z2-62，其个数据为表1电机型号(KW)(V)(A)(r/min)(Ω)()P极对数Z2-621123047.814500.96.391表1 电机参数表1.2.2 电动机供电方案的选择三相全控桥式整流器电路采用共阴极接法的三相半波和共阳极接法的三相半波的串联组合，由于共阴极组在正半周导电，流经变压器的是正向电流；共阳极组在负半周导电，流经变压器的是反向电流，因此变压器绕组中没有直流磁通，且每相绕组正负半周都有电流流过，提高了变压器的利用率，且直流侧脉动较小，元件利用率较好，无直流磁化同时波形畸变较小，故选择三相全控桥式整流电路可用来给直流电机供电。1.2.3 系统的结构选择工业上，为了提高生产效率和加工质量，充分利用晶闸管元件及电动机的过载能力，要求实现理想启动，即要求在启动过程中，是启动电流一直保持最大允许值，此时电动机以最大转矩启动，转速迅速以直线规律上升，以缩短启动时间；启动结束后，电流从最大值迅速下降为负载电流值且保持不变，转速维持给定转速不