运动控制课程设计单闭环直流电机制系统.docVIP

课 程 设 计 课程名称 运动控制系统 课题名称 单闭环直流电机控制系统 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 2011 年 12 月 8 日 课程设计任务书 课程名称： 运动控制系统课程设计 题 目：单闭环直流电机控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 审 批： 任务书下达日期 2011年11月 28日 设计完成日期 2011年 12月 9 日 设计内容与设计要求 设计内容： 系统总体方案确定： 1.1用晶闸管整流实现直流调压，实现直流电动机的无级调速。 1.2系统电路由主电路与控制电路组成： 主电路主要环节：整流电路及保护电路。 控制电路主要环节：触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。 主电路电力电子开关器件采用晶闸管、IGBT 系统具有完善的保护 2. 主电路设计与分析 2.1设计主电路； 2.2 计算主电路参数并选择主电路元器件选型； 2.3 设计主电路保护环节； 3. 控制电路设计与分析 3.1确定控制电路总体结构，要求采用单闭环控制； 设计速度调节器电路； 3.3设计触发电路 单闭环直流调速控制系统的调试或仿真 在实验室对设计的单闭环直流调速控制系统进行调试； 设计单闭环直流调速控制系统仿真模型，确定设计系统的性能指标。 设计要求： 设计思路清晰，给出整体设计框图； 单元电路设计，给出具体设计电路； 系统仿真时需给出仿真波形并进行分析。 绘制总电路图 写出设计报告； 主要设计条件 设计依据主要参数 输入输出电压：三相交流，380V ; 主电路最大输出电压、电流根据电机参数予以确定； 要求电机能实现单向无级调速 电机型号 电机型号1：Z2-22 额定参数2.2KW 220V 12.35A 3000 r/min 电机型号2：Z2-71 额定参数30KW 225V 158.5A 3000 r/min 参 考 文 献 1．陈伯时．运动控制系统．机械工业出版社，2006 2．王兆安 黄俊．电力电子技术（第5版）．机械工业出版社，2006 3．刘祖润 胡俊达．毕业设计指导．机械工业出版社，1995 4．刘星平．电力电子技术及电力拖动自动控制系统实验指导书．校内，2009年 5. 网络相关资料（根据需要上网查询） 目 录 第一章 绪论 1 1．1 直流调速系统的概述 1 1．2 设计内容和要求 2 1.2.1设计内容 2 1.2.2 设计要求 3 1.2.3 设计参数 3 第二章 系统设计方案 4 2.1闭环调速系统的组成及其静特性 4 2.1.1系统组成 5 2.1.2 静特性 5 2.2 稳态参数计算 6 2.3 传递函数 7 第三章 主电路设计与分析 9 3.1 转速单闭环直流调速系统原理图 9 3.2 系统元件介绍 9 4.1 方波三角波发生器电路图 14 4.2 PWM装置驱动电路图 14 4.3 PWM装置主电路图 15 第五章 测试结果及问题 16 5.1 实测电路中的波形 16 5.2 连接电路中遇到的问题 19 总 结 20 参 考 文 献 21 第一章 绪论 直流电机调速系统在现代化工业生产中已经得到广泛应用。直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高，直流电机无级电子调速控制器采用国际先进的IGBT大功率模块器件和独特自行设计的PWM微电子控制技术，以及节能反馈电路和丰富的保护功能控制电路。适用于无轨机车、矿山井下窄轨机车、磨床、木工机械、服装制作、纺织、造纸印刷等场所。调速平稳，安全可靠，提高生产效率；直流电机正反转控制简便；可以与计算机连接控制直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它