逻辑无环流可逆直流调速系统设计

逻辑无环流可逆直流调速系统设计

CHENGNAN COLLEGE OF CUST

课程设计（论文）

题目： 逻辑无环流可逆直流

调速系统设计

学生姓名： 钟山 学 号： 201197250114 班 级: 1101班 专 业： D自动化（工业自动化） 指导教师： 李益华 吴军

2014年7月

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逻辑无环流可逆直流调速系统设计

逻辑无环流可逆直流调速系统设计

学生姓名： 钟山 学 号： 201197250114 班 级： 1101班 所在院(系): 电气与信息工程系 指导教师： 李益华 吴军 完成日期: 2014年7月11日

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逻辑无环流可逆直流调速系统设计

逻辑无环流可逆直流调速系统设计

摘要

逻辑无环流可逆直流调速系统省去了环流电抗器，没有附加的环流损耗，节省变压器和晶闸管的附加设备容量。两组晶闸管装置反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一，这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点，但也会产生环流。为保证系统安全，必须消除其中的环流。所谓逻辑无环流系统就是在一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使该组晶闸管完全处于阻断状态，从根本上切断环流通路。这种系统不仅能实现逻辑无环流可逆调速，还能实现回馈制动。本文对逻辑无环流直流可逆调速系统进行了设计，并且计算了电流和转速调节器的参数。

关键词：逻辑无环流、可逆直流调速系统、逻辑控制器、ACR、ASR

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逻辑无环流可逆直流调速系统设计

目 录

1 绪论 ????????????????????????????3 1.1 设计要求 ????????????????????????3 1.2 现状与发展 ????????????????????????3 2 系统结构方案的选择 ?????????????????????4 3 主回路的选择 ????????????????????????5 3.1 主电路形式的选择与论证 ?????????????????5 3.2 交流电源的选择（单相或三相） ???????????????5 3.3 晶闸管元件的计算与选择 ??????????????????6 3.4 晶闸管保护措施的电路设计与计算 ??????????????6 3.5 平波电抗器的计算与选择 ??????????????????8 3.6 测速机的选择与可变电位器的选择与计算 ???????????9 3.7 电动机励磁回路设计 ????????????????????10 4 触发器的设计和同步相位的配合 ????????????????11 4.1 触发电路的设计与选择 ???????????????????11 4.2 同步相位的配合 ??????????????????????12 5 辅助电路设计 ????????????????????????13 5.1 高精度给定电源的设计 ???????????????????13 5.2 其他电路设计 ???????????????????????14 6 电流环设计 ?????????????????????????17 6.1 调节器参数计算 ??????????????????????17 6.2 调节器实现 ????????????????????????19 7 转速环设计 ?????????????????????????20 7.1 调节器参数计算 ??????????????????????20 7.2 调节器实现 ????????????????????????21 8 系统原理框图 ?????????????????????????22 课程设计总结 …?????????????????????????23 参考文献 ???????????????????????????24

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逻辑无环流可逆直流调速系统设计

1绪论

1.1 设计要求

(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作 (2) 系统静特性良好，无静差（静差率s≤2）

(3) 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s (4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续

(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施

1.2 现状与发展

在现代的工业生产中，几乎无处不使用电力传动装置。轧钢机，电铲，提升机，起重机，机床等各类生产机械都要采用电动机来传动。随着对生产工艺，产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现自动调速。

对可调速的传动系统，按照传动电机的类型可分为两大类：直流调速系统和交流调速系统。由于直流电机的电压，电流和磁通之间的耦合较弱，使直流电动机就要良好的机械特性，能够在大范围内平滑调速，启动，制动性能良好，故其在20世纪70年代以前一直在高精度，大调速范围的传动领域内占主导地位。但随着生产技术的不断发展，直流拖动的薄弱环节逐步显示出来。由于换向器的存在，使直流电动机的维护工作量加大，单机容量，最高转速以及使用环境都受到限制。

由于直流调速系统的调速范围广，静差率小，稳定性好以及具有良好的动态性能，目前绝大多数对调速要求较高的生产机械，采用直流电机来传动。作为一个延用近百年的调速系统，了解其基本工作原理，并加深对自动控制原理的理解还是有必要的。

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