电机拖动控制系统课程设计-直流调速系统的设计

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1、课程设计说明书课程名称：电机拖动控制系统课程设计专业：自动化班级：姓名：学号：指导教师：成绩：完成日期：年月日www.yanziedu.com任务书题目：直流调速系统的设计设计内容及要求：单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统的设计（一）主回路方案确定主要电气设备的计算和选择：1、整流变压器的计算2、晶闸管整流元件：电压定额、电流定额计算。3、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。（二）控制回路选择反馈元件的选择，调节器的设计（三）画出闭环调速系统电气原理图（四）撰写设计说明书（报告）设计环境：主要由主电路和控制电

2、路组成，主电路由开关，交流接触器，晶闸管整流装置，保护器件，直流电动机和测速装置组成，控制电路主要由运算放大器构成的控制器组成。实现目标：1、使学生进一步熟悉和掌握闭环直流调速系统工作原理，了解工程设计的基本方法和步骤。2、熟练掌握主电路结构选择方法，主电路元器件的选型计算方法。3、熟练掌握过电压、过电流保护方式的配置及其计算。4、掌握电流、速度调节器的典型设计方法。5、掌握电气系统线路图绘制方法。6、掌握撰写课程设计报告的方法。www.yanziedu.com摘要本课程设计需要设计的直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优

3、点，所以在电力拖动中获得了广泛应用。本课程设计从直流电动机的工作原理入手，建立了单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。然后按照电力拖动自动控制原理，对单闭环直流调速系统和双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，在理论分析的基础上，设计了单闭环直流调速系统和双闭环直流调速系统，详细介绍了调速系统控制电路的检测环节，运算放大环节，光电编码器等电路的具体实现。对系统的性能指标进行了严格计算，表明所设计的单闭环直流调速系统和双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。关键词

4、：直流电机；直流调速系统；单闭环直流；电流调节器；双闭环系统www.yanziedu.com目录1单闭环直流调速系统主电路的设计11.1整流变压器参数的计算11.2整流器件晶闸管的参数计算及选择11.3阻容保护电路参数的计算及选择【1】21.4单闭环调速系统主电路电路32单闭环直流调速系统控制电路的设计52.1调速系统控制电路的检测环节52.2LM331芯片简介及工作原理52.3运算放大环节72.4单闭环调速系统控制电路电气原理图83双闭环直流调速系统主电路的设计93.1主电路元件的选择及参数的计算93.2保护环节的选择与计算103.3双闭环直

5、流调速系统主电路与控制电路电气原理图114双闭环直流调速系统控制电路的设计124.1调节器的选择及设计124.2转速环的设计13总结16参考文献17www.yanziedu.com1单闭环直流调速系统主电路的设计1.1整流变压器参数的计算整流变压器参数的计算，根据整流电路的型式和负载所要求的整流电压和整流电流，计算二次电压、二次电流和一次电流，进而计算其一次、二次容量、及平均计算容量S。由表1.1和表1.2可知变压器二次测相电压的计算公式为:在要求不太精确的情况下，可由简化式确定：所以变压器电压比为：二次侧相电流：一次侧相电流：一次容量：二次容

6、量：平均计算容量：1.2整流器件晶闸管的参数计算及选择由表1.3可直接求整流元件晶闸管的额定参数。由变压器二次侧相电压：负载最大电流：，查表1.3得：，又因为所以，取，。所以选择4个电压为150V，电流为8A的晶闸管。www.yanziedu.com1.3阻容保护电路参数的计算及选择【1】由公式：www.yanziedu.com1.4单闭环调速系统主电路电路单闭环调速系统主电路电路如图1.1所示：图1.1单闭环调速系统主电路电路图www.yanziedu.com相关量参数表表1.1几种整流线路变压器电压计算系统电路型式AC电路型式AC单相桥式0

7、.90.707三相桥式2.340.5表1.2整流变压器计算参数线路型式负载性质单相桥式全控电感性负载0.911.111.111.11三相桥式全控电感性负载2.341.221.051.051.05表1.3整流元件的最大峰值电压和额定电流的计算系数整流主电路单相桥式三相桥式电感负载0.450.368www.yanziedu.com2单闭环直流调速系统控制电路的设计2.1调速系统控制电路的检测环节光电编码器E6B2_C。光电编码器是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光

8、电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子