交直流调速系统课程设计

《交直流调速系统》课程设计

一、性质和目的

自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过

课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。

二、设计内容

1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。 2.主要内容包括：

（１）根据任务书要求确定总体设计方案

（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；

（３）控制回路设计：控制方案的选择、控制器设计 （４）保护电路的选择和设计

（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份。 三、设计内容与要求

1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。 2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。

４.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。 ５.掌握绘制系统电路图绘制方法。 ６.掌握说明书的书写方法。 四、对设计成品的要求

1.图纸的要求：

1）图纸要符合国家电气工程制图标准； 2）图纸大小规格化（例如：1＃图，2＃图）； 3）布局合理、美观。 2.对设

《交直流调速》课程标准课程代码 课程类型 课程学分 修读学期0212210081 理实一体课程 3 学分 第 3 学期课程类别 专业课程 课程性质 必修课程 课程学时 48 学时 适用专业 城市轨道交通控制合作开发企业 长春市轨道交通集团有限公司 执笔人赵丽、石成审核人米秀杰1．课程定位与设计思路 1．1 课程定位 本课程是城市轨道交通控制专业一门专业核心课程。 本课程的作用是使学生根据工 业生产中电机与电气控制的特点，以自动控制理论为基础，以交直流电动机为对象，系 统地学习典型交直流调速控制系统的组成、原理、特性，以及在工业应用中必须注意的 有关问题。培养学生逻辑思维能力、综合分析能力、交直流调速系统调试能力、再学习 能力。 本课程与前修课程《电工基础》、《自动控制原理》、《电机与电气控制》和《电 力电子技术》课程相衔接，与后续课程《电机调速综合实训》、《电气控制柜装配》等 相衔接，共同培养交直流调速系统综合应用分析能力。 1．2 设计思路 通过教师到企业对课程对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调 查，并聘请企业专家与课程团队教师共同研讨，确定了本课程的培养目标。为服务后续 专业课程的学习和培养学生岗位能力，遵循由简到难的原

《交直流调速》课程标准课程代码 课程类型 课程学分 修读学期0212210081 理实一体课程 3 学分 第 3 学期课程类别 专业课程 课程性质 必修课程 课程学时 48 学时 适用专业 城市轨道交通控制合作开发企业 长春市轨道交通集团有限公司 执笔人赵丽、石成审核人米秀杰1．课程定位与设计思路 1．1 课程定位 本课程是城市轨道交通控制专业一门专业核心课程。 本课程的作用是使学生根据工 业生产中电机与电气控制的特点，以自动控制理论为基础，以交直流电动机为对象，系 统地学习典型交直流调速控制系统的组成、原理、特性，以及在工业应用中必须注意的 有关问题。培养学生逻辑思维能力、综合分析能力、交直流调速系统调试能力、再学习 能力。 本课程与前修课程《电工基础》、《自动控制原理》、《电机与电气控制》和《电 力电子技术》课程相衔接，与后续课程《电机调速综合实训》、《电气控制柜装配》等 相衔接，共同培养交直流调速系统综合应用分析能力。 1．2 设计思路 通过教师到企业对课程对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调 查，并聘请企业专家与课程团队教师共同研讨，确定了本课程的培养目标。为服务后续 专业课程的学习和培养学生岗位能力，遵循由简到难的原

《交直流调速》课程标准课程代码 课程类型 课程学分 修读学期0212210081 理实一体课程 3 学分 第 3 学期课程类别 专业课程 课程性质 必修课程 课程学时 48 学时 适用专业 城市轨道交通控制合作开发企业 长春市轨道交通集团有限公司 执笔人赵丽、石成审核人米秀杰1．课程定位与设计思路 1．1 课程定位 本课程是城市轨道交通控制专业一门专业核心课程。 本课程的作用是使学生根据工 业生产中电机与电气控制的特点，以自动控制理论为基础，以交直流电动机为对象，系 统地学习典型交直流调速控制系统的组成、原理、特性，以及在工业应用中必须注意的 有关问题。培养学生逻辑思维能力、综合分析能力、交直流调速系统调试能力、再学习 能力。 本课程与前修课程《电工基础》、《自动控制原理》、《电机与电气控制》和《电 力电子技术》课程相衔接，与后续课程《电机调速综合实训》、《电气控制柜装配》等 相衔接，共同培养交直流调速系统综合应用分析能力。 1．2 设计思路 通过教师到企业对课程对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调 查，并聘请企业专家与课程团队教师共同研讨，确定了本课程的培养目标。为服务后续 专业课程的学习和培养学生岗位能力，遵循由简到难的原

综合课程设计说明书

题目：单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿 真（一）

学院：机电与汽车工程学院

专业班级：电气工程与自动化专业（1）班 姓名： 学号： 指导教师：

目录

第一章 概述·······································2 第二章 调速控制系统的性能指标·····················3 2.1 直流电动机工作原理·······················4 2.2 电动机调速指标···························4 2.3 直流电动机的调速·························5 2.4 直流电机的机械特性·······················5 第三章 单闭环直流电动机系统·······················6 3.1 V-M系统简介······························6 3.2 闭环调速系统的组成及静特性···············7 3.3反馈控制规律·····························8

一、 变流变压器容量的计算和选择

在一般情况下，晶闸管装置所要求的交流供电电压与电网电压往往不一致；此外，为了尽量减小电网与晶闸管装置的相互干扰，要求它们相互隔离，故通常要配用整流变压器，这里选项用的变压器的一次侧绕组采用△联接，二次侧绕组采用Y联接。

U1为一次侧电压, I1为一次侧电流, S为整流变压器的总容量，S为变压器一次侧的容量，

S2为变压器二次侧的容量，U2为二次侧电压，I2为二次侧的电流，m1、m2为相数，以

下就是各量的推导和计算过程。

为了保证负载能正常工作，当主电路的接线形式和负载要求的额定电压确定之后，晶闸管交流侧的电压U2只能在一个较小的范围内变化，为此必须精确计算整流变压器次级电压U2。 影响U2值的因素有：

(1)U2值的大小首先要保证满足负载所需求的最大电流值的Idmax。

(2)晶闸管并非是理想的可控开关元件，导通时有一定的管压降，用VT表示。 (3)变压器漏抗的存在会产生换相压降。

(4)平波电抗器有一定的直流电阻，当电流流经该电阻时就要产生一定的电压降。 (5)电枢电阻的压降。

综合以上因素得到的U2精确表达式为：

??IUN?1?(rD?rP)dmax?rD??nUTId?? U2???UIA??B?Ckd

双闭环调速系统的工作原理及其调试

一、双闭环调速系统的分析

1．双闭环调速系统的原理图

图2-1 转速、电流双闭环调速系统

ST——转速调节器 LT——电流调节器 SF——测速发电机 LH——电流互感器 Ugn、Ufn——转速给定和速度反馈电压 2．双闭环调速系统的工作原理

采用双闭环调速系统即可保证在起动过程中，起动电流不超过某一最大值，而使电机和可控硅元件不会被烧坏，又能保证稳态精度，这主要是依靠电流环和转速环的作用。

3．KZS-1型晶闸管直流调速实验装置 其面板布置图如图2-2所示。 4．转速调节器ST

ST的作用是在起动过程中的大部分时间里，转速调节器ST处于饱和限幅状态，转速环相当于开环，系统表现为恒值电流调节的单环系统，只有转速超调后，ST退出饱和后，才真正发挥线性调节作用，使转速不受负载变化的影响。

ST能将输入的给定和反馈信号进行加法、减法、比例、积分微分等运算，使其输出量按某种规律变化，其原理电路如图2-8所示。

图2-2 面板布置图

图2-3 转速调节器（ST）原理电路图

ST采用集成电路运算放大器组成，它具同相输入和反相输入两个输入端，其输出电压与两个输入端电压之差成正比。

2端为给定输入端，1端

目录

第一章 概述·······································2 第二章 调速控制系统的性能指标·····················3 2.1 直流电动机工作原理·······················4 2.2 电动机调速指标···························4 2.3 直流电动机的调速·························5 2.4 直流电机的机械特性·······················5 第三章 单闭环直流电动机系统·······················6 3.1 V-M系统简介······························6 3.2 闭环调速系统的组成及静特性···············7 3.3反馈控制规律·····························8 3.4 主要部件·································9 3.5 稳定条件································1

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单闭环不可逆直流调速系统设计

目 录

第一章 中文摘要 ································································································ - 1 - 第二章 英文摘要 ·········································································· 错误！未定义书签。 第三章 课程设计的目的和意义 ·············································································· - 1 -

1．电力拖动简介 ··························································································· - 1 - 2.课程设计的目的和意义 ·············································································

太原理工大学现代科技学院

运动控制系统课程设计

设计名称 双闭环直流调速系统 专业班级 自动化 10—3 学 号 2010102366 姓 名 王韶雨 指导教师 李铁鹰

太原理工大学现代科技学院

运动控制系统课程设计

设计名称 双闭环直流调速系统 专业班级 自动化 10—3 学 号 2010101271 姓 名 张浩宇 指导教师 李铁鹰

目录

一、设计任务 .................................................................................................................... 2

1、设计对象参数....................................................................................................... 2 2、性能指标 ...................