机电传动课程设计总结

机 电 传 动 课 程 设 计

题 目:污水净化处理系统的PLC控制

姓 名 刘念 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机自081 学 号 200800314105 指导教师 靳继勇

完成日期 2011-12-23

目 录

第一章 引言………………………………………………………………………… 1 1.1课题背景……………………………………………………………………… 1 1.2设计目的………………………………………………………………………… 1 1.3设计任务及分析………………………………………………………………… 1

1.3.1任务及要求………………………………………………………………… 1 1.3.2任务分析…………………………………………………………………… 1 第二章 污水净化处理系统设计方案选择…………………………………………… 3 2.1物理法处理技术方案选择…………………………………………

三、设计过程

（一）总体方案选择说明

1）动力头的快进、工进及快退均由液压油缸驱动，并用挡铁方法实现位置控制；

2）动力头电动机的停车采用能耗制动，以保证准确定位； 3）制动时间可根据工艺要求设定并由定时器自动控制；

4）M1为油泵电动机，并且只有当油泵工作一段时间后（即油压达到工作要求时），才能进行其它操作；

5）冷却泵单独由M2拖动；

6）采用带指示灯的控制按钮，以显示设备运行状态； 7）主电路及控制电路采用熔断器实现短路保护；

8）液压（电磁阀）控制电路可进行半自动循环，同时又可对各个工步单独点动控制；

9）电气控制箱置于专门的操作室，电器板与控制板之间，以及电控箱和执行系统之间的连接，采用接线板进出线方式。

（二）控制方式选择

继电器—接触器控制方式或PLC控制方式均适合本装置的控制需要，前者成本低，但硬件线路较复杂，控制箱体积大，程序选择不方便；后者线路简单，程序预选方便，但成本较高。

本设计对两种控制方式均进行尝试，以加强对两种控制方式的感性认识，提高自身的实践技能。

（三）设计电气控制原理图 1、主电路设计

1）由接触器KM1,KM2,KM3,KM4分别控制电动机M1,M2,M3,M4的运转； 2）M3,M4由热继电器FR1,F

机电传动控制课程设计

一、 目录

引言 2

设计说明相关内容

（一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12

理工学院课程设计成绩评定表

课程名称 班级 项目 机电传动控制课程设计 学号 评 分 标 准 1、态度端正，设计认真，能积极动脑思考，学习纪律好。 平时2、态度较好，较认真，能积极动脑思考，学习纪律较好。成绩3、态度一般，较认真，能动脑思考，学习纪律尚可。 （占20％） 4、态度较差，不够认真，不善于动脑思考，纪律较差。 5、态度差，不认真，不动脑思考，纪律差。 1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。 专 业 机械设计制造及其自动化 姓名 评分等级 得分 折合分 优秀 良好 中等 及格 不及格 优秀 良好 中等 及格 不及格 优秀 良好 中等 及格 不及格 图纸2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。 质量 成绩3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。（占 40％） 4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。 1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。 设计报告3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，成绩设计基本详尽细致，能按要求完成设计

理工学院课程设计成绩评定表

课程名称 班级 项目 机电传动控制课程设计 学号 评 分 标 准 1、态度端正，设计认真，能积极动脑思考，学习纪律好。 平时2、态度较好，较认真，能积极动脑思考，学习纪律较好。成绩3、态度一般，较认真，能动脑思考，学习纪律尚可。 （占20％） 4、态度较差，不够认真，不善于动脑思考，纪律较差。 5、态度差，不认真，不动脑思考，纪律差。 1、绘图规范，标注准确，结构合理，图纸质量高。 专 业 机械设计制造及其自动化 姓名 评分等级 得分 折合分 优秀 良好 中等 及格 不及格 优秀 良好 中等 及格 不及格 优秀 良好 中等 及格 不及格 图纸2、绘图较规范、准确，结构基本合理，图纸质量较好。 质量 成绩3、绘图基本规范、准确，结构基本合理，图纸质量一般。（占 40％） 4、绘图不够规范、准确，结构不太合理，图纸质量较差。5、绘图不规范、准确，结构不合理，图纸质量差。 1、撰写规范，设计思路清晰，知识运用熟练，设计详尽细致，按要求完成设计。 设计报告3、撰写基本规范，设计思路基本清晰，知识运用尚可，成绩设计基本详尽细致，能按要求完成设计

《机电传动控制》

课程设计报告

题 目： 摇臂钻床电气控制设计 院 （系）： 机电与自动化学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：

2013年12月29日至2014年1月4日

华中科技大学武昌分校

《机电传动控制》课程设计任务书

一、设计题目 摇臂钻床电气控制设计 二、设计主要内容 摇臂钻床由主轴电动机M1、升降电动机M2、夹紧油泵电动机M3、冷却泵电动机M4驱动相应机械部件实现工件钻削加工。 1、控制要求： （1）主轴电动机M1： ①正反转控制：手动控制； ②正反转停止制动。 （2）摇臂升降电动机M2和夹紧电动机M3： ①关联控制：按下摇臂升/降按钮，根据“立柱松开延时--松开到位—摇臂升降移动—移动到位（限位）—升降停止—立柱夹紧延时—夹紧到位—松紧停止”流程完成摇臂的升降点动控制。（M2正转，摇臂升，M2反转，摇臂降；M3正转，立

1.直流电动机启动时，能否直接启动？为什么？

不能。因为n=0，E=0，Ist=U/Ra 很大。对电网运行有害， 使电动机换向器产生火花 2.直流电动机的启动方法有（降压启动）和（ 电枢回路外串启动电阻）。

3.直流电动机常用的调速方法有哪些？改变磁通，改变电枢电压，电枢回路串电阻 4.直流电动机调速系统，若想采用恒转矩调速，则可改变（电压 ）。若想采用恒功率调速，则可改变（ 励磁磁通 ）。

5.直流电动机制动时所采用的方法有哪些？反馈制动，反接制动，能耗制动。

1. 了解过渡过程产生的原因

（1）机械惯性：反映在J或GD2上，使转速n不能突变；（2) 电磁惯性： 反映在电枢回路电感和励磁绕组电感上， 电枢回路电流和励磁磁通不能突变。（3) 热惯性： 反映在温度上，使温度不能突变。

2.加快过渡过程的方法：:1减少系统的飞轮矩GD2（采用细长圆柱形转子）； 2增加动态转矩Td； 3采用多极电动机（极对数p多的）； 4减少回路电阻Ra（减少功率放大器内阻）； 5选用机械特性硬度大的电动机（斜率K小，τ就小，特性硬）； 6力矩惯量比大的电动机 1. 异步电动机，同步电动机依据什么特征而得名？

异步电动机的转子的转速n≠电动机旋转磁场的转速n

西南交通大学本科生课程设计

摘 要

整流器作为电力机车电源侧变流器，是整个交流牵引传动系统的重要组成部分。采用二极管不控整流或者半导体晶闸管相控阵整流都会对电网造成污染，而且整流出的直流脉动较大，谐波含量较多，对电机造成不良影响，而且不能实现能量的双向流动，制动时造成能量的浪费。但是采用以全控型器件组成的PWM脉冲整流器可以获得近似单位功率因数，低谐波污染并且能实现能量的双向流动，拥有更好的应用前景。

本课程设计回顾了我国铁路的发展史，论述了牵引传动技术发展和电力电子器件发展的关系；分析了以CRH1和CRH2为原型的两电平和三电平整流器的工作原理和和开关工作模式，构建了基于拓扑电路的数学模型；采用瞬态直接电流控制和预测直接电流控制两种不同的控制策略，分析比较了二者控制的区别和控制的性能。本文在MATLAB/Simulink仿真环境下建立了各种控制策略的双闭环仿真模型，进行了对比仿真实验，对仿真结果进行了分析，并得出相关结论。

关键词： 牵引传动；PWM整流器；控制策略；MATLAB仿真

西南交通大学本科生课程设计

II

目 录

第1章 牵引传动.............................

西南交通大学本科生课程设计

摘 要

整流器作为电力机车电源侧变流器，是整个交流牵引传动系统的重要组成部分。采用二极管不控整流或者半导体晶闸管相控阵整流都会对电网造成污染，而且整流出的直流脉动较大，谐波含量较多，对电机造成不良影响，而且不能实现能量的双向流动，制动时造成能量的浪费。但是采用以全控型器件组成的PWM脉冲整流器可以获得近似单位功率因数，低谐波污染并且能实现能量的双向流动，拥有更好的应用前景。

本课程设计回顾了我国铁路的发展史，论述了牵引传动技术发展和电力电子器件发展的关系；分析了以CRH1和CRH2为原型的两电平和三电平整流器的工作原理和和开关工作模式，构建了基于拓扑电路的数学模型；采用瞬态直接电流控制和预测直接电流控制两种不同的控制策略，分析比较了二者控制的区别和控制的性能。本文在MATLAB/Simulink仿真环境下建立了各种控制策略的双闭环仿真模型，进行了对比仿真实验，对仿真结果进行了分析，并得出相关结论。

关键词： 牵引传动；PWM整流器；控制策略；MATLAB仿真

西南交通大学本科生课程设计

II

目 录

第1章 牵引传动.............................

西南交通大学本科生课程设计

摘 要

整流器作为电力机车电源侧变流器，是整个交流牵引传动系统的重要组成部分。采用二极管不控整流或者半导体晶闸管相控阵整流都会对电网造成污染，而且整流出的直流脉动较大，谐波含量较多，对电机造成不良影响，而且不能实现能量的双向流动，制动时造成能量的浪费。但是采用以全控型器件组成的PWM脉冲整流器可以获得近似单位功率因数，低谐波污染并且能实现能量的双向流动，拥有更好的应用前景。

本课程设计回顾了我国铁路的发展史，论述了牵引传动技术发展和电力电子器件发展的关系；分析了以CRH1和CRH2为原型的两电平和三电平整流器的工作原理和和开关工作模式，构建了基于拓扑电路的数学模型；采用瞬态直接电流控制和预测直接电流控制两种不同的控制策略，分析比较了二者控制的区别和控制的性能。本文在MATLAB/Simulink仿真环境下建立了各种控制策略的双闭环仿真模型，进行了对比仿真实验，对仿真结果进行了分析，并得出相关结论。

关键词： 牵引传动；PWM整流器；控制策略；MATLAB仿真

西南交通大学本科生课程设计

II

目 录

第1章 牵引传动.............................