单闭环直流调速系统课程设计

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

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 ·············································································

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

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

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 ...................

I

任务书

1.设计题目

转速、电流双闭环直流调速系统的设计

2.设计任务

某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路， 基本数据为：

直流电动机：Un=440V，In=365A，nN=950r/min，Ra=0.04, 电枢电路总电阻R=0.0825, 电枢电路总电感L=3.0mH, 电流允许过载倍数=1.5，

折算到电动机飞轮惯量GD2=20Nm2。

晶闸管整流装置放大倍数Ks=40，滞后时间常数Ts=0.0017s 电流反馈系数=0.274V/A (10V/1.5IN) 转速反馈系数=0.0158V min/r (10V/nN) 滤波时间常数取Toi=0.002s，Ton=0.01s

=

=

=15V；调节器输入电阻Ra=40k

3.设计要求

(1)稳态指标: 无静差 (2)动态指标:电流超调量

5%；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。

II

目录

任务书............................................................................................................................... I 目录....

I

电力拖动自动控制系统课程设计

电气工程及其自动化专业

任务书

1.设计题目

转速、电流双闭环直流调速系统的设计 2.设计任务

某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路， 基本数据为：

直流电动机：Un=440V，In=365A，nN=950r/min，Ra=0.04, 电枢电路总电阻R=0.0825, 电枢电路总电感L=3.0mH, 电流允许过载倍数=1.5，

折算到电动机飞轮惯量GD2=20Nm2。

晶闸管整流装置放大倍数Ks=40，滞后时间常数Ts=0.0017s 电流反馈系数=0.274V/A (10V/1.5IN) 转速反馈系数=0.0158V min/r (10V/nN) 滤波时间常数取Toi=0.002s，Ton=0.01s ===15V；调节器输入电阻Ra=40k 3.设计要求

(1)稳态指标:无静差

(2)动态指标:电流超调量5%；采用转速微分负反馈使转速超调量等于0。

目录

II

任务书...............................................................................

西华大学课程设计说明书

晶闸管直流单闭环调速系统的设计

摘要：主要运用电机学与自动控制原理所学知识，进行晶闸管直流单闭环调速

的设计。通过对直流电机和测速电机、自动控制等部分的参数的变化控制整个调速系统。此系统由速度调节器、功放、晶闸管整流电路、直流发电机、测速发电机等模块组成，来实现闭环直流调速。系统具有良好稳定性，调速范围广，便于控制，因此在许多具有调速要求的电力领域得到广泛的应用。先进行总体的系统设计，然后确定各个参数，当明确了系统传函之后，再进行稳定性分析，再运用Matlab进行仿真，得知设计结果是否符合要求。

关键词：速度调节器、晶闸管整理电路、直流发电机、闭环直流调速、Matlable

仿真

Abstract：The main use of the motor and the principle of automatic control of

the knowledge, conducting thyristor DC single closed loop speed control design.Based on the DC motor and speed of motor, automatic control and othe

西华大学课程设计说明书

晶闸管直流单闭环调速系统的设计

摘要：主要运用电机学与自动控制原理所学知识，进行晶闸管直流单闭环调速

的设计。通过对直流电机和测速电机、自动控制等部分的参数的变化控制整个调速系统。此系统由速度调节器、功放、晶闸管整流电路、直流发电机、测速发电机等模块组成，来实现闭环直流调速。系统具有良好稳定性，调速范围广，便于控制，因此在许多具有调速要求的电力领域得到广泛的应用。先进行总体的系统设计，然后确定各个参数，当明确了系统传函之后，再进行稳定性分析，再运用Matlab进行仿真，得知设计结果是否符合要求。

关键词：速度调节器、晶闸管整理电路、直流发电机、闭环直流调速、Matlable

仿真

Abstract：The main use of the motor and the principle of automatic control of

the knowledge, conducting thyristor DC single closed loop speed control design.Based on the DC motor and speed of motor, automatic control and othe