V-M双闭环不可逆直流调速系统设计

电力拖动自动控制系统课程设计

默认分类 2008-11-25 23:09:46 阅读610 评论16 字号：大中小

课 程 设 计

课程名称 电力拖动自动控制系统课程设计

设计题目 V-M双闭环不可逆直流调速系统设计

专 业 电气工程及其自动化

姓 名 梁鑫鑫

班级 学号 自B041 (20)

指导教师 刘松

完成时间

摘 要

电力拖动自动控制系统是把电能转换成机械能的装置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力的场合，也被广泛应用于精密机

械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—电动机调速系统（简称V-M系统），和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。而转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。

本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系统确定下来后，重在对电路各元件参数的计

算和器件的选型，包括整流变压器、整流元件、平波电抗器、保护电路以及电流和转速调节器的参数计算。最后给出参考资料和设计体

会。

关键字：

直流调速 晶闸管 双闭环

目 录

第1章 设计任务书--------------------------------------------------4

第2章 主电路选型和闭环系统的组成--------------------------5

2.1 晶闸管结构型式的确定……………………………………………………5

2.2 闭环调速系统的组成………………………………………………………6

第3章 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算--------8

3.1 整流变压器容量计算………………………………………………………8

3.2 晶闸管的电流、电压定额计算……………………………………………9

3.3 平波电抗器电感量计算……………………………………………………10

3.4 保护电路的设计计算………………………………………………………11

3.4.1过电压保护……………………………………………………………11

3.4.2过电流保护 ……………………………………………………………13

第4章 驱动控制电路的选型设计---------------------------------14

第5章 双闭环系统调节器的动态设计----------------------------15

5．1电流调节器的设计…………………………………………………………15

5．2转速调节器的设计…………………………………………………………17

设计小结-----------------------------------------------------------------18

参考文献----------------------------------------------------------------18

附录 V-M双闭环不可逆直流调速系统电气原理总图-------19

设计任务书

一．题目：V-M双闭环不可逆直流调速系统设计

二．技术要求：

1．该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，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≤8-10%，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

三．设计内容：

1．根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图

2．调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）

3．驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发器电路均可）

4．动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速

系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求

5．绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）

6．整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书

四．技术数据：

晶闸管整流装置：Rrec=0.032ΩΩ，Ks=45-48。

负载电机额定数据：PN=90KW，UN=440V，IN=220A，nN=1800r/min，Ra=0.088Ω，λ=1.5。

系统主电路：R∑=0.12Ω，Tm=0.1s

第2章 主电路选型和闭环系统的组成

2．1 晶闸管结构型式的确定

2.1.1 设计思路

本设计中直流电动机由单独的可调整流装置供电，采用三相桥式全控整流电路作为直流电动机的可调直流电源。通过调节触发延

迟角а的大小来控制输出电压Ud的大小，从而改变电动机M的电源电压。由改变电源电压调速系统的机械特性方程式

n=( Ud/CeФ)-(RO+Ra)T/ CeCTФ2

Ud 整流电压 RO 整流装置内阻

可知，改变Ud，即可改变转速n。