交直流调速系统课程设计--双闭环可逆直流pwm调速系统设计

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1、目录交直流调速课程设计任务书3前言5关键词5交直流调速课程设计说明书6一、总体方案的确定61.1现行方案的讨论与比较61.2选择PWM控制系统的优越性71.3采用转速电流双闭环的理由71.4起动过程电流和转速波形101.5H桥双极式逆变器的工作原理101.6PWM调速系统静特性12二、双闭环直流调速系统的硬件结构132.1主电路142.2电流调节器152.3转速调节器152.4控制电路设计162.5、控制环节电源设计172.6、限幅电路172.7转速检测电路182.8、电流检测电路182.9、泵升电压限制19三、电机参数及设计要求203.

2、1电路基本信息如下：203.2计算反馈关键参数20四、课程设计心得体会24五、系统主要硬件结构图25参考文献：2625交直流调速课程设计任务书一、题目：双闭环可逆直流PWM调速系统设计二、设计目的1、对先修课程（电力电子学、自动控制原理等）的进一步理解与运用2、运用《电力拖动控制系统》的理论知识设计出可行的直流调速系统，通过建模、仿真验证理论分析的正确性。也可以制作硬件电路。3、同时能够加强同学们对一些常用单元电路的设计、常用集成芯片的使用以及对电阻、电容等元件的选择等的工程训练。达到综合提高学生工程设计与动手能力的目的。三、系统方案的确

3、定自动控制系统的设计一般要经历从“机械负载的调速性能（动、静）→电机参数→主电路→控制方案”（系统方案的确定）→“系统设计→仿真研究→参数整定→直至理论实现要求→硬件设计→制板、焊接、调试”等过程，其中系统方案的确定至关重要。为了发挥同学们的主观能动作用，且避免方案及结果雷同，在选定系统方案时，规定外的其他参数由同学自已选定。1、主电路采用二极管不可控整流，逆变器采用带续流二极管的功率开关管IGBT构成H型双极式控制可逆PWM变换器;2、速度调节器和电流调节器采用PI调节器；U*nm=U*im=Ucm=10V3、机械负载为反抗性恒转矩负载

4、，系统飞轮矩（含电机及传动机构）GD2＝1.5Nm2；4、主电源：可以选择三相交流380V供电，变压器二次相电压为52V；5、他励直流电动机的参数：见习题集【4-19】（p96）nN=1000r/min，电枢回路总电阻R=2Ω，电流过载倍数λ=2；6、PWM装置的放大系数Ks=11；PWM装置的延迟时间Ts=0.4ms。四、设计任务a)总体方案的确定；b)主电路原理及波形分析、元件选择、参数计算；c)系统原理图、稳态结构图、动态结构图、主要硬件结构图；d)控制电路设计、原理分析、主要元件/参数的选择；e)调节器、PWM信号产生电路的设计

5、f)检测及反馈电路的设计与计算；五、课程设计报告的要求：1、不准相互抄袭或代做，一经查出，按不及格处理；2、报告字数：不少于8000字（含图、公式、计算式等）。253、形式要求：以《福建农林大学本科生课程设计》（工科）的规范化要求撰写。要求文字通顺、字迹工整、公式书写规范。报告书上的图表允许徒手画，但必须清晰、正确且要有图题。4、必须画出系统总图，总图不准徒手画，电路图应清洁、正确、规范。未进行具体设计的功能块允许用框图表示，且功能块之间的连线允许用标号标注。六、参考资料1、电气传动控制系统设计指导　李荣生主编机械工业出版社　2004.6

6、2、新型电力电子变换技术陈国呈中国电力出版社3、电力拖动自动控制系统，上海工业大学陈伯时，机械工业出版社4、电力电子技术王兆安　黄俊主编　机械工业出版社2000.125前言在电气时代的今天，电动机在工农业生产、人们日常生活中起着十分重要的作用。目前国内各大院校，科研单位和厂家也都在开发直流调速装置，但大多数调速技术都是结合工业生产中，而在民用中应用相对较少，所以应用已有的成熟技术开发性能价格比高的，具有自主知识产权的直流调速单元，将有广阔的应用前景。直流电机是最常见的一种电机，在各领域中得到广泛应用。研究直流电机的控制和测量方法，对提高控

7、制精度和响应速度、节约能源等都具有重要意义。电机调速问题一直是自动化领域比较重要的问题之一。不同领域对于电机的调速性能有着不同的要求，因此，不同的调速方法有着不同的应用场合。目前，直流调速技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，尤其是随着全数字直流调速的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。本文基于PWM的双闭环直流调速系统进行了研究，并设计出应用于直流电动机的双闭环直流调速系统。首先提出了PWM调速方法的优势，指出了未来PWM调速方法的发展前景，点出了研究PWM调速方法的意义。应用于直流电机的调速方式很多，其中以PWM变频调速方式应用

8、最为广泛，而PWM变频器中，H型PWM变频器性能尤为突出，作为本次设计的基础理论，本文将对PWM的理论进行详细论述。关键词：直流调速；双闭环；PWM；直流电机25交直流调速课程设计说明书一、总