直流斩波调速系统的设计

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1、皖西学院课程设计任务书系别：机电系专业：07机械(电子方向)学生姓名：胡献华胡中武学号：20090116742009011675课程设计题目：直流斩波调速系统的设计起迄日期:11月5日~11月17日课程设计地点:指导教师:俞鹤下达任务书日期:2012年11月5日课程设计任务书1．本次课程设计应达到的目的：设计一个用直流斩波实现直流调压，控制直流电动机的转速的电路。电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节是：整流电路、斩波电路及保护电路。控制电路主要环节是触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。

2、主电路电力电了开关器件要采用IGBT或MOSFET，并且系统具有完善的保护。2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行液体混合装置控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括：实现无级凋速，且调速范围大于等于20，其动态性能为6％≤10％，具有过电流、过电压、转速过载保护特性。控制对象直流电动机：型号Z2-12，效率=

3、71．5％，额定电压U=110V，转速w=3000r／nin，功率w=1.1kW，磁功率W1=4.5kW，I=12A，GDD=11kg.m2。课程设计任务书3．对本课程设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：1、熟悉、分解设计任务，查找资料熟悉相关电器元件的用法；2、画出电路图，写出控制电路的工作原理；3、安装、试机；4、撰写设计报告、调试报告、设计心得体会。4．主要参考文献：1.顾绳谷．电机与拖动基础．机械工业出版社，19802.方承远．工厂电气控制技术．北京：机械工业出

4、版社，20023.齐占庆.机床电气控制设备.机械工业出版社，19874.杨玉娟.机床电气控制.机械工业出版社，19865.赵秉衡.工厂电气控制设备.冶金工业出版社.20016.李仁．电器控制．北京：机械工业出版社，19987.赵明．工厂电气控制设备．北京；机械工业出版社，19858.陈远龄．机床电气自动控制．重庆：重庆大学出版社，19999.工厂常用电气设备手册．北京：中国电力出版杜，199810.陈本孝．电器与控制．武汉：华中理工大学出版社，199611.熊葵谷．电器逻辑控制技术．北京：科学出版社，1998课程

5、设计任务书5．本课程设计课题工作进度计划：起迄日期工作内容2012年11月5日~11月5日11月6日~11月9日11月10日~11月16日11月17日下达设计任务查阅材料,方案设计;完成设计初稿答辩、成绩考核教研室主任审查意见：负责人签字：年月日摘要长期以来，直流电机以其良好的线性特性、优异的控制性能等特点成为大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制系统的最佳选择。特别随着计算机在控制领域和高开关频率、全控型第二代电力半导体器件的发展，以及脉宽调制(PWM)直流调速技术的应用，直流电机得到广泛应用。直流电动机转速的控

6、制方法可分励磁控制法与电枢电压控制法两类。励磁控制法控制磁通，其控制功率虽然小，但低速时受到磁饱和的限制，高速时受到换向火花和换向器结构强度的限制；而且由于励磁线圈电感较大，动态响应较差。所以常用的控制方法是改变电枢端电压调速的电枢电压控制法，调节电阻R即可改变端电压，达到调速目的。然而这种传统的调压调速方法效率低。目前,市场上用的最多的IGBT直流斩波器,它是属于全控型斩波器，它的主导器件采用国际上先进的电力电子器件IGBT，由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR斩波器的缺点。该斩波器能为煤矿窄轨电

7、机车配套的调速装置针对不同的负载对象，做一些少量的改动又可用于其它要求供电电压可调的直流负载上。与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比，具有明显的优点。关键字：直流电动机、调速、直流斩波第一章系统工作原理直流电机斩波调速控制系统的原理框图如图1-1所示：图1-1原理框图1.1结构与调速原理直流电机由定子和转子两部分组成，其间有一定的气隙。其构造的主要特点是具有一个带换向器的电枢。直流电机的定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成。其中主磁极是产生直流电机气隙磁场的主要部件，由永磁体或带有直流励磁绕组

8、的叠片铁心构成。直流电机的转子则由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成。其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成。电枢铁心由硅钢片叠成，在其外圆处均匀分布着齿槽，电枢绕组则嵌置于这些槽中。换向器是一种机械整流部件。由换向片叠成圆筒形后，以金属夹件或塑料成型为一个整体。各换向片间互相绝缘。换向器质量对运行可靠性有很大影响。直流电机斩波调速原理是利用可控硅整流调压来达直流