电力拖动自动控制系统课程设计报告

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1、一．课程设计的目的与内容1．1课程设计的目的电力拖动自动控制系统课程设计是自动化专业的一门专业课，它是一次综合性的理论与实际相结合的训练，也是本专业的一次基本技能训练，其主要目的是：（1）理论联系实际，掌握根据实际工艺要求，设计直流拖动自动控制系统的基本方法；（2）对典型的直流拖动自动控制系统进行综合性的实验，掌握各部件和整个系统的调试步骤与方法，加强基本技能训练；（3）掌握参数变化对系统性能影响的规律，培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力；(4)培养分析问题、解决问题的能力，学会实验数据的分析与处理，编写设计说明和技术总结报告。1．2课程设计的内容本课程

2、的具体对象是直流调速系统，其主要内容为：（1）测定综合实验中所用控制对象的参数；（2）根据给定指标设计调速系统的调节器，并选择各环节参数；（3）按设计结果组成系统，进行系统调试以满足给定指标；（4）研究参数变化对系统性能的影响；（5）在不可逆系统调试的基础上，组成可逆系统并进行调试；（6）设计并计算主回路参数；（7）书写课程设计论文一份（6000-10000字），绘制双闭环逻辑无环流可逆调速系统原理图一张（2#图）。-24-一．主电路的设计2．1主电路电气原理图及说明主电路采用转速电流双闭环调速系统，是电流环（ACR）作为控制系统的内环，转速环（ASR）作为控制系统的外环

3、，以此来提高系统的动态和静态性能。二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出控制电力电子变换器UPE，从而改变电机的转速，通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差地运行。2．2整流变压器参数的选择变压器副边电压采用如下公式进行计算：已知Udmax=220V,取Ut=1V,n=2,A=2.34In/I2n=1C=0.5则U2=110V由此得：变压器的变化为：K=U1/U2=380/110=3.45一次侧电流和二次侧电流I1、I2的计算：I1=1.05*287*0.861/3.45=75AI2=0.861*287=247A-24-变压器容量的

4、选择：S1=M1U1I1=85.5KVAS2=M2U2I2=81.5KVAS=0.5*(S1+S2)=83.5KVA因此整流变压器的参数为：变化K=3.45，容量S=83.5KVA2．3平波电抗器参数的确定Ud=2.34U2cosαUd=Un=220V,取α=0U2=Ud/2.34cos0=94.0171VIdmin=(5%-10%)In,这里取10%，则有：L=0.693*U2/Idmin=37.2308mHα=U*min/nN=0.0067β=U*im/2In=0.28752．4晶闸管参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压UDRM和反向重复电压URRM中较

5、小的值作为该器件的额定电压。晶闸管的额定电流一般选取其通态平均电压电流的1.5-2倍。在桥式整流电路中晶闸管两端承受的最大正反向电压均为T2U2，晶闸管的额定电压一般选取最大正反向电压的2-3倍。带反电动势负载时，变压器二次侧电流有效值I，是其输出直流电流有效值Id的一般，而对于桥式整流电路，晶闸管的通态平均电流Ivt=2/2I,则在本设计中晶闸管的额定电流Ivt(av)=523~698A。本设计中晶闸管的额定电压Un=311~466V2．5晶闸管整流电路保护措施的设计对于过电压保护本设计采用RC过电压抑制电路，该装置置于供电变压器的两侧或者是电力电子电路的直流上，如图2

6、-2所示。对于过电流保护本设计采用在电力变压器副边每相母线中串接快速熔断器的方法来保护电路。-24-2．6晶闸管调速系统主电路及控制原理图晶闸管整流电路原理图如下图2-3，其中整流变压器以Y/Y连接图2-3实验系统原理图三相桥式主控整流电路的特点：（1）2管同时导通形成回路，其中分共阴极组和共阳极组，且不能为同一相器件；（2）对触发脉冲的要求：按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60°，共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°，共阳极组VT2、VT4、VT6也依次差120°，同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6,V

7、T5与VT2，脉冲相差180°。（3）Ud一个周期脉冲6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发；一种是双脉冲触发。-24-（5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。2．7双闭环系统动态结构图双闭环调速系统动态结构图如下图所示图2-4双闭环直流调速系统的动态结构图2．8晶闸管调速系统设备明细表实验所需挂件及附件如下表2-1表2-1设备明细表序号型号备注1DJK01电源控制屏该控制屏包含“三相电源输出”