【正文】 課設題目：VM雙閉環(huán)不可逆直流調速系統(tǒng) 姓名：李有邦 目 錄摘 要 3第1章 緒 論 4 直流調速系統(tǒng)的概述 4 研究課題的目的和意義 4 技術要求 4 設計內容 5 技術數(shù)據 5第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng) 6 整體設計 6 主電路 6 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的靜特性 7 閉環(huán)調速系統(tǒng) 8 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)電路原理圖 9 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖 10 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)數(shù)學模型 10第3章 主電路元部件及參數(shù)計算 11 整流變壓器容量計算 11 次級電壓U2 11 次級電流I2和變壓器容量 12 晶閘管的電流及電壓定額計算 12 晶閘管額定電壓UTN 12 晶閘管額定電流IN 13 平波電抗器電感量計算 13 保護電路的計算 14 過電壓保護 14 過電流保護 16第4章 驅動控制電路設計 184．1 晶閘管的觸發(fā)電路 184．2 脈沖變壓器的設計 19第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調節(jié)器動態(tài)設計 21 電流調節(jié)器 21 時間常數(shù)的確定 21 電流調節(jié)器結構的選擇 21 電流調節(jié)器的參數(shù)計算 22 近似條件校驗 22 電流調節(jié)器的實現(xiàn) 23 轉速調節(jié)器 23 時間常數(shù)的確定 23 轉速調節(jié)器結構的選擇 23 轉速調節(jié)器的參數(shù)計算 24 近似條件校驗 24 轉速調節(jié)器的實現(xiàn) 24 校核轉速超調量 25設計總結 26參考文獻 27附 錄 28 摘 要轉速、電流雙閉環(huán)控制直流調速系統(tǒng)是性能很好、應用最廣的直流調速系統(tǒng)。根據晶閘管的特性，通過調節(jié)控制角α大小來調節(jié)電壓。基于設計題目，直流電動機調速控制器選用了轉速、電流雙閉環(huán)調速控制電路。在設計中調速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。本文首先確定整個設計的方案和框圖。然后確定主電路的結構形式和各元部件的設計，同時對其參數(shù)的計算，包括整流變壓器、晶閘管、電抗器和保護電路的參數(shù)計算。接著驅動電路的設計包括觸發(fā)電路和脈沖變壓器的設計。最后，即本文的重點設計直流電動機調速控制器電路，本文采用轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)為對象來設計直流電動機調速控制器。為了實現(xiàn)轉速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設置兩個調節(jié)器，分別調節(jié)轉速和電流，即分別引入轉速負反饋和電流負反饋，二者之間實行嵌套聯(lián)接。從閉環(huán)結構上看，電流環(huán)在里面，稱作內環(huán)；轉速環(huán)在外邊，稱做外環(huán)。這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。先確定其結構形式和設計各元部件，并對其參數(shù)的計算，包括給定電壓、轉速調節(jié)器、電流調節(jié)器、檢測電路、觸發(fā)電路和穩(wěn)壓電路的參數(shù)計算然后最后采用MATLAB/SIMULINK對整個調速系統(tǒng)進行了仿真分析，最后畫出了調速控制電路的電氣原理圖。關鍵詞： 雙閉環(huán)； 轉速調節(jié)器；電流調節(jié)器第1章 緒 論 直流調速系統(tǒng)的概述三十多年來，直流電機調速控制經歷了重大的變革。首先實現(xiàn)了整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習用已久的直流發(fā)電機電動機組及水銀整流裝置使直流電氣傳動完成了一次大的躍進。同時，控制電路已經實現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技術的應用，使直流調速系統(tǒng)的性能指標大幅提高，應用范圍不斷擴大。直流調速技術不斷發(fā)展，走向成熟化、完善化、系列化、標準化，在不可逆脈寬調速、高精度的電氣傳動領域中仍然難以替代。直流調速是指人為地或自動地改變直流電動機的轉速,以滿足工作機械的要求。從機械特性上看,就是通過改變電動機的參數(shù)或外加工電壓等方法來改變電動機的機械特性,從而改變電動機機械特性和工作特性機械特性的交點,使電動機的穩(wěn)定運轉速度發(fā)生變化。直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于在廣泛范圍內平滑調速，在軋鋼機、礦井卷揚機、挖掘機、海洋鉆機、金屬切削機床、造紙機、高層電梯等需要高性能可控電力拖動的領域中得到了廣泛的應用。近年來，交流調速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動系統(tǒng)無論在理論上和實踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來看，它又是交流拖動控制系統(tǒng)的基礎，所以直流調速系統(tǒng)在生產生活中有著舉足輕重的作用。 研究課題的目的和意義在單閉環(huán)調速系統(tǒng)中，電網電壓擾動的作用點離被調量較遠，調節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設了電流內環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調節(jié)，不必等它影響到轉速以后才能反饋回來，抗擾性能大有改善因此，在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由電網電壓波動引起的轉速動態(tài)變化會比單閉環(huán)系統(tǒng)小得多。用經典的動態(tài)校正方法設計調節(jié)器須同時解決穩(wěn)、準、快、抗干擾等各方面相互有矛盾的靜、動態(tài)性能要求，需要設計者有扎實的理論基礎和豐富的實踐經驗，而初學者則不易掌握，于是有必要建立實用的設計方法。大多數(shù)現(xiàn)代的電力拖動自動控制系統(tǒng)均可由低階系統(tǒng)近似。若事先深入研究低階典型系統(tǒng)的特性并制成圖表，那么將實際系統(tǒng)校正或簡化成典型系統(tǒng)的形式再與圖表對照，設計過程就簡便多了。這樣，就有了建立工程設計方法的可能性。 技術要求，負載電機不可逆運行，具有較寬的調速范圍（D≥10），系統(tǒng)在工作范圍內能穩(wěn)定工作。，無靜差（靜差率s≤2）。：轉速超調量δn＜8%，電流超調量δi＜5%，動態(tài)速降Δn≤810%，調速系統(tǒng)的過渡過程時間（調節(jié)時間）ts≤1s。%負載以上變化的運行范圍內電流連續(xù)。、過電流等保護，并且有制動措施。 設計內容，分析論證并確定主電路的結構型式和閉環(huán)調速系統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖。（包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護電路等）。（模擬觸發(fā)電路、集成觸發(fā)電路、數(shù)字觸發(fā)器電路均可）。：根據技術要求，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，確定ASR調節(jié)器與ACR調節(jié)器的結構型式及進行參數(shù)計算，使調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動態(tài)性能指標的要求。（要求計算機繪圖）。，課程設計總結，撰寫設計計算說明書。 技術數(shù)據晶閘管整流裝置：Rrec=，Ks=4548。負載電機額定數(shù)據：PN=90KW，UN=440V，IN=220A，nN=1800r/min，Ra=，λ=。系統(tǒng)主電路：R∑=，Tm=。第2章 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng) 整體設計直流電機的供電需要三相直流電，在生活中直接提供的三相交流380V電源，因此要進行整流，則本設計采用三相橋式整流電路變成三相直流電源，最后達到要求把電源提供給直流電動機。三相交流電源三相橋式整流電路直流電動機整流供電雙閉環(huán)直流調速機驅動電路保護電路 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)設計總框架本設計中直流電動機由單獨的可調整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動機的可調直流電源。通過調節(jié)觸發(fā)延遲角а的大小來控制輸出電壓Ud的大小，從而改變電動機M的電源電壓。由改變電源電壓調速系統(tǒng)的機械特性方程式: n=( Ud/CeФ)(RO+Ra)T/ CeCTФ2 注解：Ud整流電壓 ,R0為整流裝置內阻由此可知，改變Ud，可改變轉速n。 主電路直流調速系統(tǒng)常用的直流電源有三種①旋轉變流機組；②靜止式可控整流器；③直流斬波器或脈寬調制變換器。 V—M系統(tǒng)原理圖1957年晶閘管問世，已生產成套的晶閘管整流裝置，(簡稱VM系統(tǒng))的原理圖。通過調節(jié)閥裝置GT的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓，從而實現(xiàn)平滑調速。和旋轉變流機組及離子拖動變流裝置相比，晶閘管整流裝置不僅在經濟性和可靠性上都很大提高，而且在技術性能上也現(xiàn)實出較大