【正文】 ................................... 2 1． 3 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 .............................................................................................. 2 設(shè) 計(jì)要求 ................................................................................................. 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ................................................................................................. 2 第 2 章 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 ........................................ 4 第 3 章 系統(tǒng)電路的結(jié)構(gòu)形式和雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 ......................... 5 3． 1 主電路的選擇與確定 ...................................................................................... 5 3． 2 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 ................................................................................. 6 3． 3 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖和動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 ..................................................................... 8 穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 ......................................................................................... 8 動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 ........................................................................................ 9 第 4 章 主電路各器件的選擇和計(jì)算 ......................................... 11 4． 1 變流變壓器容量的計(jì)算和選擇 .................................................................... 11 4． 2 整流元件晶閘管的選型 ............................................................................... 13 4． 3 電抗器設(shè)計(jì) ................................................................................................... 13 4． 4 主電路保護(hù)電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 15 過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì) ................................................................................... 15 過(guò)電流保護(hù)設(shè)計(jì) ................................................................................... 17 第 5 章 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) .................................................... 19 5． 1 晶閘管的觸發(fā)電路 ........................................................................................ 19 5． 2 脈沖變壓器的設(shè)計(jì) ........................................................................................ 20 第 6 章雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) .................................... 23 6． 1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 23 6． 2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 24 第 7 章 基于 MATLAB/SIMULINK 的調(diào)速系統(tǒng)的仿真 ............................ 29 小結(jié) ....................................................................... 32 本科生畢業(yè)論文 IV 致謝 ....................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ................................................................... 34 附表 ....................................................................... 35 附圖 ....................................................................... 36 本科生畢業(yè)論文 1 前 言 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞 ： 雙閉環(huán)； 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器；電流調(diào)節(jié)器 本科生畢業(yè)論文 II Abstract Speed and current double closedloop governor system is a speed controlled system which has fairly good performance and the most extensive apply. Based on the characteristic of thyristor, it adjusts voltage by regulating the trigger angle “α” of SCR. In paper, motor speed controller is using of current and speed double closedloop speed control circuit. The energy of power circuit is supplied of threephase fullbridge controlled rectifier. Firstly, determines the entire design the plan and the diagram. Secondly, make sure the structure of power circuit and the design of elements , and calculate the element parameter， including rectifier transformer, thyristor, reactor and protection circuit. Thirdly, actuates the electric circuit the design including to trigger the electric circuit and the , The paper mainly focuses on the design of speed controller circuit. In order to realize the rotational speed and the electric current two kind of negative feedbacks, may establish two regulators in the system, adjusts the rotational speed and the electric current separately, namely introduces the rotational speed negative feedback and the electric current negative feedback separately, between the two implements the nesting sure the structure of the circuit and design the elements firstly, then, calculate the element parameter, including the settling voltage, speed regulator, current regulator, trigger circuit, detection circuit and VoltageStabilizing Circuit. Secondly , the paper simulate the speed control system with MATLAB/SIMULINK. At last draw the electric diagram of the speed control circuit. key words： two closedloop。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，二者之間實(shí)行嵌套聯(lián)接。接著驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)包括觸發(fā)電路和脈沖變壓器的設(shè)計(jì)。本文首先確定整個(gè)設(shè)計(jì)的方案和框圖。 基于設(shè)計(jì)題目，直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路。本科生畢業(yè)論文 I 雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)晶閘管的特性，通過(guò)調(diào)節(jié) 控制角 α 大小來(lái)調(diào)節(jié)電壓。在設(shè)計(jì)中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來(lái)供電。然后確定主電路的結(jié)構(gòu)形式和各元部件的設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其參數(shù)的計(jì)算，包括整流變壓器、晶閘管、電抗器和保護(hù)電路的參數(shù)計(jì)算。最后，即本文的重點(diǎn)設(shè)計(jì)直流電 動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器電路， 本文采用 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為對(duì)象來(lái)設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱做外環(huán)。先確定其結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)各元部件，并對(duì)其參數(shù)的計(jì)算，包括給定電壓、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、檢測(cè)電路、觸發(fā)電路和穩(wěn)壓電路的參數(shù)計(jì)算然后最后采用 MATLAB/SIMULINK 對(duì)整個(gè)調(diào)速系 統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，最后畫出了調(diào)速控制電路的電氣原理圖。 current regulator 。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起、制動(dòng)性能和調(diào)速性能，易于在大范圍內(nèi)平滑調(diào)速，且調(diào)速后的效率很高 。例如已經(jīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的 直流電機(jī)無(wú)級(jí)電子調(diào)速控制器采用國(guó)際先進(jìn)的 IGBT大功率模塊器件和獨(dú)特自行設(shè)計(jì)的 PWM微電子控制技術(shù)，以及節(jié)能反饋電路和豐富的保護(hù)功能控制電路。 該控制器具有 調(diào)速平穩(wěn)，安全可靠，提高生產(chǎn)效率；直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制簡(jiǎn)便；可以與計(jì)算機(jī)連接控制 等特點(diǎn)。對(duì)于要求在一定范圍內(nèi)無(wú)級(jí)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，以調(diào)節(jié)電樞電壓方式為最好，調(diào)壓調(diào)速是調(diào)速系統(tǒng)的主要調(diào)速方式。 本設(shè)計(jì)的題目是雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由于開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)速，但是許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械常常對(duì)靜差率有要求則采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。而 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié) 系統(tǒng)采用 PI調(diào)節(jié)器可以獲得無(wú)靜差；構(gòu)成的滯后校正，可以保證穩(wěn)態(tài)精度；雖快速性的限制來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)穩(wěn)定的，但是電路較簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)選用了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速控制電路 ，本課題內(nèi)容重點(diǎn)包括調(diào)速控制器的原理，并且根據(jù)原理對(duì)控制器的兩個(gè)調(diào)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)地設(shè)計(jì)。 本科生畢業(yè)論文 2 第 1 章 緒 論 1． 1 直流調(diào)速系統(tǒng)的概述 三十多年來(lái)，直流電機(jī)調(diào)速控制經(jīng)歷了重大的變革。同時(shí)，控制電路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。直流調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展，