运动控制课程设计-四辊冷轧机直流调速系统的设计

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1、运动控制课程设计——四辊冷轧机直流调速系统的设计学院名称信息科学与工程学院专业班级自动化1202班姓名指导老师目录前言1第一章四辊冷轧机直流调速系统的设计概述21.1设计目的21.2设计内容21.3课题设计要求21.3.1生产工艺和机械性能21.3.2设计要求41.3.3直流电动机参数4第二章主电路和控制电路的设计42.1调速方法的设计42.1.1调压调速42.1.2调磁调速52.1.3调阻调速52.2系统主电路方案的设计62.2.1励磁反接可逆电路62.2.2电枢反接可逆电路72.3系统控制电路方案的设计82.3.1单闭环

2、调速还是多闭环调速的选择82.3.2系统控制方法的选择9第三章系统各单元概述123.1双闭环调速系统结构概述123.2速度调节器133.3电流调节器143.4锯齿波同步移相触发电路153.5电流反馈与过流保护163.6转速变换173.7零速封锁器183.8转矩极性鉴别(DPT)203.9零电平检测(DPZ)213.10逻辑控制(DLC)21第四章主电路的主要设备及其参数224.1晶闸管的参数计算234.2平波电抗器的选择234.3整流变压器的选择23第五章电流环和电压环的设计245.1设计准备245.2电流调节器的设计255

3、.3转速调节器的设计27第六章设计总结30前言直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20世纪60年代，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促使电力传动控制技术迅猛发展。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高品质的动力。尽管目前交流调速技术日趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性使得交流调速受到广泛用户的欢迎；但是直流调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场。四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，属于冷轧机械技术领域。四辊可逆冷轧机直流调速系统已广泛应用于工业生产。它提高了生产效率，减少

4、了能耗，为社会带来极大的效益。所以设计合理、高效的四辊冷轧机直流调速系统是非常有必要的，也是工业实际生产所迫切要求的。晶闸管－电动机调速系统（简称V-M系统）已经成为直流调速系统的主要形式。在许多大型的钢铁行业和材料生产行业中，为获得良好的控制性能，大量使用直流电动机调速系统，尤其是直流双闭环调速系统，它具有调速性能好，调速范围宽，动态性能好等优点。因此本次课程设计选择用逻辑无环流控制的可逆晶闸管－电动机调速系统来调节电动机的速度以满足生产工艺要求。本文结构组织如下：第一章为课程设计的要求，第二章为主电路和控制电路的设计方案

5、及其论证，第三章为组成该系统各单元的分析说明，第四章为主电路的主要设备的设计，第五章为电流环和转速环的设计，第六章作为本次课程设计的总结。由于时间仓促及水平有限，设计中不妥或疏漏之处在所难免，恳请各位老师和同学批评指正。30第一章四辊冷轧机直流调速系统的设计概述1.1设计目的运动控制系统是自动化专业的主干专业课，具有很强的系统性、实践性和工程背景，运动控制系统课程设计的目的在于培养学生综合运用运动控制系统的知识和理论分析和解决运动控制系统设计问题，使学生建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序、规范和方法，提高学生调查研究

6、，查阅文献及正确使用技术资料、标准、手册等工具书的能力，理解分析、制定设计方案的能力，设计计算和绘图能力，实验研究及系统调试能力，编写设计说明书的能力。1.2设计内容（1）根据工艺要求，论证、分析、设计主电路和控制电路方案，绘出该系统的原理图。（2）设计组成该系统的各单元，分析说明。（3）选择主电路的主要设备，计算其参数（含整流变压器的容量S，电抗器的电感量L，晶闸管的电流、电压定额，快熔的容量等），并说明保护元件的作用（必须有电流和电压保护）。（4）设计电流环和转速环（或张力环），确定ASR和ACR（或张力调节器ZL）的结

7、构，并计算其参数。（5）结合实验，论述该系统设计的正确性。1.3课题设计要求1.3.1生产工艺和机械性能四辊冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用。为提高生产效率，要求往返均要轧制，其轧机工艺参数如下：工作辊的最大和最小直径：156/136毫米；支持辊的最大和最小直径：500/470毫米；辊身长：400毫米；轧制时轧件对轧辊的最大压力：60吨；压下时轧件对轧辊的最大压力：120吨；轧制速度：0.5~10米/秒；基速：7米/秒；带材宽度：<300毫米；带材坯料厚度：<1毫米；30带卷内径（卷筒直径）：500毫米；轧制成成品：8

8、道次以上；传动比：i=1；四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，属于冷轧机械技术领域。其工作原理如图1所示。四辊冷轧机由机架上、下支持辊和上、下工作辊组成。上支持辊安装在机架的工作窗口的上方，下支持辊安装在机架的工作窗口的下方，上、下工作辊安装在工作窗口的中部，并且共同位于上、下