直流电机双闭环调速系统设计

存档日期：存档编号：本科生毕业设计（论文）论文题目：直流电机双闭环调速系统设计姓名：徐震杰学院：电气工程及自动化专业：自动化班级、学号：10电5110285038指导教师：甘良志江苏师范大学教务处印制江苏师范大学本科生毕业设计直流电机双闭环调速系统设计I摘要直流调速系统的控制一般都是由转速、电流反馈来完成的，它的静态性能和动态性能都是十分杰出的，正是由于它的这些优点使其使用范围也很广泛。其主要通过晶闸管可控整流电源来调节电源的大小。根据题目的设计要求，调速系统一共有两个控制器，它们分别是转速控制器（ASR）和电流控制器（ACR）。速度控制系统的电源电路的设计是使用三相全控桥整流电路实现的。在设计中，首先对总体规划的设计图进行了确定。之后又对主电路的结构形式以及各个元器件进行了确定和设计。与此同时，对包括晶闸管、电抗器等元件的参数进行了计算。在本文的最后一个部分，主要围绕本设计最重要的部分，直流调速系统的转速环和电流环进行设计。为了使速度和电流两个负反馈可以发挥一定的作用，因此，应该使其嵌套连接在速度和电流负反馈之间。单纯的从布局上来看的话，电流环在转速环的内部，因此电流环被叫做内环，相应的转速环就被称为外环。这样设计之后，以电流负反馈、转速负反馈为核心的调速系统就这样形成了。在对所有部分设计都完成了之后，采用MATLAB对整个系统进行仿真实验，并对数据进行分析，得出结论。关键词：直流电动机双闭环调速系统转速负反馈电流负反馈江苏师范大学本科生毕业设计直流电机双闭环调速系统设计IIAbstractThespeedandcurrentfeedbackcontrolofdcspeedcontrolsystemhasexcellentstaticanddynamicperformanceandthemostwidelyapplicationscope.Itthroughthyristorcontrolledrectifyingpowersupplytoadjustthesizeofthepowersupplymainly.Accordingtothedesignrequirementsofthetitle,itusesASRandACRasthecontrollerofspeedcontrolsysteminthecontrolcircuit.ThepowersupplycircuitofthespeedcontrolsystemofdesignusestheSedanfully-controlledbridgerectifiercircuit.Firstly,weneeddeterminetheoverallplananddiagramofthisdesignbeforethedesign.Secondly,weneedidentifyanddesignthestructureofmaincircuitandthevariouscomponents.Atthesametime,includingtheparametersofthyristor,reactor,etc.Finally,focusonthedesignofthemostimportanttwopartswhicharespeedloopandcurrentloopdcspeedcontrolsysteminthedesign.Inthesystemwereintroducedspeednegativefeedbackandcurrentfeedbackandtheimplementationofanestedconnectioncanrealizethespeedandcurrenttwokindofnegativefeedbackeffectbetweenthetworespectively.Onthelayoutofitsimply,currentloopisreferredtoastheinnerring,becauseitisintheinside.Speedringiscalledtheouterring,becausecurrentloopisintheinteriorofthespeedloop.Throughthisdesign,thecoreofthedoubleclosedloopspeedregulationsystem:speednegativefeedbackandcurrentfeedbackisformed.Afterallpartsofthedesignisdone,usingMATLABsimulationtodotheexperimentstothewholesystemandanalyzethedata,wecansafelydrawtheconclusion.Keywords:DCmotor;doubleclosedloop;speedring;currentloop江苏师范大学本科生毕业设计直流电机双闭环调速系统设计III目录摘要.......................................................................................................IAbstract....................................................................................................II1概述.......................................................................................................11.1直流调速系统的概述...................................................................................11.2研究课题的目的和意义...............................................................................11.3国内外研究现状...........................................................................................21.4设计内容和要求...........................................................................................21.4.1设计要求...........................................................................................21.4.2设计内容...........................................................................................22双闭环直流调速系统设计框图..........................................................33双闭环直流调速系统的工作原理和数学模型..................................43.1双闭环直流调速系统的工作原理...............................................................43.1.1转速控制的要求和稳态调速性能指标...........................................43.1.2直流调速系统所要解决的两个基本问题.......................................53.1.3直流双闭环调速系统原理框图.......................................................63.1.4双闭环直流调速系统的动态过程分析...........................................73.1.5数学模型的参数的确定...................................................................94系统主电路的结构............................................................................114.1主电路拓扑结构的确定.............................................................................114.1.1可控直流电源的选择.....................................................................114.1.2主电路原理图.................................................................................124.2在额定励磁下直流电动机的数学模型.................................................125主电路各器件的选择和参数计算....................................................145.1主电路保护电路的设计的必要性.............................................................145.1.1过电压保护设计.............................................................................155.1.2过电流保护设计.............................................................................165.2整流变压器和晶闸管的选择与计算.........................................................165.2.1整流变压器的计算.........................................................................175.2.2晶闸管参数的计算.........................................................................175.2.3平波电抗器参数的计算.................................................................186利用工程设计的方法设计电流、转速反馈控制调节器................196.1主要设计内容.............................................................................................196.2工程设计的基本步骤.................................................................................196.3设计所需要的基本数据与设计指标.........................................................20江苏师范大学本科生毕业设