运动控制系统课程设计指导书.doc

华南理工大学广州学院电信工程学院自动化专业
自动控制系统课程设计任务书(题目号)
一．课程设计题目：
晶闸管转速、电流双闭环调速系统设计
二．课程设计内容：
设计一转速、电流双闭环直流调速系统，采用他励直流电动机、
晶闸管三相全控桥式整流电路，其数据如下：
直流电动机电流过载系数取*，电枢电阻计算系数取**，电机轴上总转动惯量**;
晶闸管触发与整流装置的放大系数 =** ；三相供电线电压380V，相电压220V，电网波动系数b=***；
额定转速时的给定电压=** V；
调节器饱和输出电压**V；
调速范围 D=**;
系统的静、动态性能指标：无静差，电流超调量,空载起动到**%额定转速时的转速超调量。
三．课程设计要求：
1. 进行晶闸管整流器主电路形式选择、整流变压器的选择(二次电压、电流、变压器视在功率)、整流器件的选择、平波电抗器的选择、触发电路的选择；
（整流器内阻、平均失控时间、电枢回路总阻、电枢回路总电感、电机电势常数、转矩常数、电磁时间常数、机电时间常数、电流反馈滤波时间常数、转速反馈滤波时间常数、
转速反馈系数、电流反馈系数）
3．设计电流调节器并作性能指标校验；
4．设计转速调节器并作性能指标校验；
5．计算空载起动到最低转速时的转速超调量；
6. 对设计的系统进行MATLAB仿真；
7．绘制系统线路图（主电路、触发电路、控制电路）。
四 设计完成后应缴交设计说明书一分，包括上述设计基本内容、计算过程、线路图、结论及心得体会。
五 设计完成期限：本设计任务书于****年**月**日发出，****年**月**日上交设计说明书。
设计者：
专业教研组主任：*** 批准；指导教师：*** 签发
晶闸管双闭环直流调速系统课程设计全程序
一．晶闸管整流器设计
进行主电路形式选择：
整流器主电路联结形式的确定：整流器主电路联结形式多种多样，选择时应考虑以下情况：
（1）.可供使用的电网电源相数及容量；（2）.传动装置的功率；
（3）.允许电压和电流脉动率；（4）. 传动装置是否要求可逆运行，是否要求回馈制动；
本设计任务已规定采用晶闸管三相全控桥式整流电路，具有以下特点：
变压器
利用率
直流侧
脉动情况
元件利用率（导通角）
直流
磁化
波形畸变（畸变系数）
应用场合
三相全控桥式
好（）
较小（m=6）
较好
（120°）
无
较小（）
应用范围广
三相全控桥式计算系数
整
流
变
压
器
二次相电流计算系数
=
换相电抗压降系数
=
一次相电流计算系数
=
整流电压计算系数
=
视在功率计算系数
=
晶
闸
管
电压计算系数
=
漏抗计算系数
=
电流计算系数
=
漏抗折算系数
=2
电阻折算系数
=2
2整流变压器的选择：
整流变压器一次侧接交流电网，二次侧连接整流装置。整流变压器的选择主要内容有连接方式、额定电压、额定电流、容量等。
（1）整流变压器的作用和特点
整流变压器的作用：变换整流器的输入电压等级。由于要求整流器输出直流电压一定，若整流桥路的交流输入电压太高，则晶闸管运行时的触发延迟角需要较大；若整流器输入电压太低，则可能在触发延迟角最小时仍不能达到负载要求的电压额定值。所以，通常采用整流变压器变换整流器的输入电压等级，以得到合适的二次电压。实现电网与整流装置的电气隔离，改善电源电压波形，减少整流装置的谐波对电网的干扰。
2）整流变压器的特点：由于整流器的各桥臂在一周期内轮流导通，整流变压器二次绕组电流并非正弦波（近似方波），电流含有直流分量，而一次电流不含直流分量，使整流变压器视在功率比直流输出功率大。当整流器短路或晶闸管击穿时，变压器中可能流过很大的短路电流。为此要求变压器阻抗要大些，以限制短路电流。整流变压器由于通过非正弦电流引起较大的漏抗压降，因此它的直流输出电压外特性较软。整流变压器二次侧可能产生异常的过电压，因此要有很好的绝缘。
3）整流变压器的联结方式
（2）.整流变压器二次相电压的计算
1）整流变压器的参数计算应考虑的因素。由于整流器负载回路的电感足够大，故变压器内阻及晶闸管的通态压降可忽略不计，但在整流变压器的参数计算时，还应考虑如下因素：
a)最小触发延迟角：对于要求直流输出电压保持恒定的整流装置，应能