《电气专业方向设计》报告模版.doc

西南科技大学电气工程及其自动化专业方向设计报告设计名称: 直流调速系统设计姓名: 胡昆昆学号: 20115219 班级: 电气 1103 指导教师: 冉莉莉起止日期: - . 西南科技大学信息工程学院制 2 方向设计任务书学生班级: 电气 1103 学生姓名: 胡昆昆学号: 20115219 设计名称: 直流调速系统设计起止日期: 指导教师: 冉莉莉 主要技术指标(1)静态:无静差(2)动态:电流超调量≤5% 设计要求(1)选择可控硅直流电动机调速系统的方案。(2)主回路参数计算选择。(3)控制系统设计 给定条件已知电动机的额定数据为: Pn =60 kW, Un =220 V,In =308 A, Nn =1000 r/min ,电动机系数 Ce= , 主回路总电阻 R= , 触发整流环节的放大系数倍数 ks=35 ,电磁时间常数 T1= s ,机电时间常数 Tm= s ,电流反馈滤波时间常数 T oi = s, 转速反馈滤波时间常数 T on = s 额定转速时的给定电压(U*n)N=10 V ,调节器 ASR ACR 饱和输出电压 U*im=8 V, Ucm= V。方向设计学生日志时间设计内容 34 直流调速系统设计摘要( 150-250 字) 直流电机拥有良好的转速可调性能;本文实现了双闭环直流调速系统的设计关键词( 3~5 个) 5 英文题目英文摘要( 150-250 字) 英文关键词( 3~5 个) 6 一、设计目的和意义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,所以在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。随着交流变频调速技术的快速发展,虽然直流调速一统天下的格局已被打破,但由于其具有良好的起动、制动、正反转及调速性能,目前在调速领域中仍占有一定地位,特别是一些对精度、快速性要求较高的场合,仍倍受亲昧。直流调速系统结构形式种类繁多,本文以广泛应用的晶闸管三相全控桥、转速、电流双闭环控制调速系统为例介绍系统设计的一些方法与技巧。由于直流调速系统涉及电力电子、变压器、电机、电工电子等诸多电学领域,掌握其工作原理及检测调试方法,对提高综合电气水平大有裨益,利用其相关原理及方法学****与解决其它自动控制系统有触类旁通之功效。系统的动态调试是指根据负载性质对系统的要求调整系统参数,以满足动态性能指标。如上升时间、最大超调量、调节时间、动态速降等。尽量发挥电机潜力,以达到生产工艺要求的目的。二、控制要求要求静态无误差,动态误差,《=5%. 选择可控硅直流测速系统方案。控制系统设计。三、设计方案论证直流电动机调速的原理依据根据直流电机转速方程(1-1) 式中 n—转速( r/min ); U—电枢电压( V); I—电枢电流( A); R—电枢回路总电阻( ?); ?—励磁磁通( Wb); Ke—由电机结构决定的电动势常数。由式( 1-1 )可以看出,有三种方法调节电动机的转速: (1)调节电枢供电电压 U; (2)减弱励磁磁通?; (3)改变电枢回路电阻 R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速;减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只是配合调压方案, 在基速(即电机额定转速)以上作小范围的弱磁升速。因此,自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。??? eK IRUn 7 直流调速系统方案的选择变压调速是直流调速系统的主要方法,调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。常用的可控直流电源有以下三种: (1)旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组,以获得可调的直流电压。(2)静止式可控整流器——用静止式的可控整流器,以获得可调的直流电压。(3)直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电,利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制,以产生可变的平均电压。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。晶闸管可控整流器的功率放大倍数在 10000 以上,其门极电流可以直接用晶体管来控制,不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。在控制作用的快速性上,晶闸管整流器是毫秒级,这将大大提高系统的动态性能。因此,在这里选用可控硅直流调速方法。可控硅整流调速装置的接线方式有单相半桥式,单相全控式,三相半波,三相半控桥和三相全控桥式。各种方式适应于各种不同调速范围和控制要求的电动机。可控硅调速系统用的各种接线方式及技术参数见下表。接线方式功率范围调速范围平均失控时间 Ts 输出波形单相半控桥 1KW 以下 10:1 以下 10ms 差单相全控桥