《电力拖动与控制系统》课程设计--逻辑无环流直流可逆调速系统 建模与仿真1

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1、武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书目录摘要1概述11.1电力拖动系统的概述11.2直流传动控制系统发展概况11.3无环流调速系统简介22设计任务及要求42.1初始条件42.2设计任务:43系统结构设计53.1方案论证53.2系统主电路的设计53.2.1系统主电路原理53.2.2主电路参数计算与设计64调节器的设计84.1电流调节器的设计与调试84.1.1电流调节器的作用84.1.2确定电流调节器的时间常数84.1.3电流调节器的结构设计84.1.4校验近似条件104.1.5计算调节器电阻和电容104.1.

2、6电流环的仿真104.2速度调节器的设计与调试124.2.1速度调节器的作用124.2.2电流环的等效传递函数134.2.3确定转速调节器的时间常数134.2.4转速调节器的结构设计144.2.5检验近似条件154.2.6计算调节器的电阻和电容154.2.7转速环的仿真165控制及驱动电路设计195.1控制原理图及说明195.2逻辑控制器的设计205.3触发电路的设计226无环流控制系统运行状态及仿真246.1无环流控制系统各种运行状态246.1.1正向起动到稳定运转246.1.2正向减速过程246.1.3正向制动25

3、6.1.4停车状态266.2无环流直流可逆系统仿真267总结与体会31参考文献33武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书摘要随着国民经济的快速增长，在工业领域中占据着重要地位的直流电动机的调速工作原理被广泛地研究,本次课程设计就是对逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。两组晶闸管装置反并联的电枢可逆线路是直流可逆调速系统的典型线路之一，这种线路虽然能够实现可逆运行、回馈制动等优点，但是也会产生环流。所以为保证直流可逆调速系统的安全，必须抑制甚至消除其中的环流。所谓逻辑无环流系统就是在一组晶闸管工作时，用逻辑

4、电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使该组晶闸管完全处于阻断状态，从根本上切断环流通路。这种系统不仅能实现逻辑无环流可逆调速，还能实现回馈制动。本次报告对逻辑无环流直流可逆调速系统进行了设计，计算了电流（ACR）和转速(ASR)调节器的参数，而且还利用MATLAB中的Simulink模块对无环流可逆直流调速系统进行了仿真，得到转速与电枢电流的波形。关键词：逻辑无环流，可逆直流调速系统，ASR,ACR，Simulink武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书逻辑无环流直流可逆调速系统建模与仿真11概述1.1电力拖动系

5、统的概述现代工业生产中，大多数生产机械都采用电力拖动。随着生产科学技术的发展，电力拖动及其自动化得到不断的发展。电力拖动系统为电气与机械综合的系统。它由电动机及其供电电源、传动机构、执行机构、电气控制装置四部分组成。电动机及其供电电源的作用是把电能转换成机械能；传动机构的作用是把机械能转化成所需要的运动形式并进行传递与分配；执行机构是完成生产工艺任务的；电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用或进行更高层次的自动化控制。随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统在准确性、快速性、经济性、先进性等方

6、面提出愈来愈高的要求，因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化得到不断的发展。电力拖动系统的发展，亦按着从低级到高级、从简单到复杂的一般规律，从最初的成组拖动，经过单电动机拖动以至发展为现代电力拖动的解百纳形式—多电机拖动。电力拖动自动化在新型电机、大功率半导体器件、大规模集成电路、电子计算机及现代控制理论发展的推动下，发生了巨大的变革。由单机自动化本身高层次的发展，扩展到生产过程与管理的自动化。电力拖动自动化的发展，为工业发展和科学技术进步打开了更广阔的前景。1.2直流传动控制系统发展概况长期以来，直

7、流电机由于其良好的起、制动性能和调速性能，在电力拖动调速系统中占有主导地位，虽然近年来交流电动机的调速控制技术发展很快，但就反馈闭环控制的机理来说，直流电动机的传动与控制理论和实现都是交流电动机传动控制的基础，从根本上说，由于直流电动机电枢和磁场能独立进行激励，而且转速和输出转矩的描述是对可控电压（或电流）激励的线性函数，因此，容易实现各种直流电动机控制系统，也容易实现对控制目标的“最佳化”，这也是直流机长期主导传动领域的原因。34武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在

8、大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。近年来，高性能交流调速技术法杖很快，交流调速系统正逐步取代直流调速系统。然而，直流拖动控制系统毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。因此，还是应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。从生产机械要求控制的物理量来