交直流调速系统设计课程设计10组--改1

摘要随着社会的发展科技的进步，电动机在人类的生活中发挥着越来越不可替代的作用，同时随着生产工艺要求的提高对生产机械和拖动的电动机也提出更高的要求。为此采用单片机构成控制系统，不仅可以节约人力资源和降低系统成本，而且还可以有效的提高工作效率，使得直流电动机的控制大大简便。这次课程设计所论述的是十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计，做的是第10组数据的设计，通过对开环、单闭环以及双闭环的物理模型的电路设计，调速方案的选定，主电路计算及参数选定，控制电路的设计及器件的选择和校验，以及双闭环直流调速系统的动态设计，最后用MATLAB/SIMULINK仿真软件进行仿真。本文所论述的是转速、电流双闭环直流调速系统设计。主电路设计是由晶闸管相控整流整流器给直流电动机供电的调速系统(V—M)组成，该系统主要由交流电源、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。关键词：双闭环调速系统，转速调节器，电流调节器。十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计1目录摘要绪论.............................................................................................................................31.1课程设计的意义............................................................................................31.2课程设计的要求.............................................................................................31.3课程设计的目的............................................................................................42.总体设计方案的选择..............................................................................................52.1给定的资料简介............................................................................................52.1.1给定的设计资料..................................................................................52.1.2系统参数的要求..................................................................................52.2调速的方案选择.............................................................................................62.2.1直流电动机的选择.............................................................................62.2.2电动机供电方案的选择.....................................................................62.2.3系统的结构选择..................................................................................73.硬件设计..................................................................................................................93.1主电路设计....................................................................................................93.1.1整流变压器的计算..............................................................................93.1.2晶闸管的选择....................................................................................113.1.3过电压保护........................................................................................143.1.4平波电抗器的计算...........................................................................153.1.5触发电路的选择与校验...................................................................173.2控制电路设计...............................................................................................183.2.1电流环(ACR)的设计.........................................................................183.2.2转速环(ASR)设计..............................................................................204.系统的MATLAB/SIMULINK仿真.......................................................................234.1MATLAB仿真软件的介绍...........................................................................234.2系统仿真的建模与参数设置......................................................................234.3系统仿真结果的输出及结果分析..............................................................25结束语.........................................................................................................................26十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计2参考文献.....................................................................................................................27附录.............................................................................................................................28十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计3绪论随着社会的进步和科技的发展，在现代的工业设计中，为了实现各种生产工艺过程的的要求，需要采用各种各样的生产机械，这些生产机械大多采用电动机来进行拖动。同时随着制造工艺的不断发展，各种机械根据其特点，对生产机械也不断提出各种新的要求，这些工艺要求，基本都是靠电动机及其控制系统和机械传动来完成。可见各种拖动系统都是通过控制转速来实现的，因此，调速控制技术是最基本的电力拖动控制系统。1.1课程设计的意义本课程设计以直流调速系统为基础，应用MATLAB的Simulink工具箱，采用面向原理框图的图形化仿真技术，对开环直流调速系统、单闭环直流调速系统、双闭环直流调速系统进行仿真实验。应用配套的教学实验设备进行相关的物理实验实训，并进行典型的系统的实例分析，可以加深对所学理论的理解，提高实践动手能力。首先以调速系统的原理框图为基础，弄清楚系统的构成，再从模块库中找出对应的模块，按系统的结构进行建模；然后对系统中的各个组成环节进行元器件参数的设置，再完成各个参数的设置后，进行系统仿真参数的设置；最后对系统进行仿真实验，并进行系统的仿真结果分析。为了使系统得到好的性能，通常要根据仿真结果来对系统的各个环节进行参数的优化调整。该课程设计以先开环、再单闭环、其次双闭环的策略逐次增加复杂性和难度，不仅是对理论知识的检验也是对逻辑思维能力和解决问题能力的一种锻炼和提高。1.2课程设计的要求(1)根据课程设计的技术指标和给定条件，在教师指导下，能够独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。(2)要求掌握交直流调速系统的设计内容、方法和步骤。(3)要求会查阅有关参考资料和手册等。(4)要求学会选择有关元件和参数。(5)要求学会绘制有关电气系统图和编制元件细节。(6)要求学会编写设计说明书。十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计41.3课程设计的目的课程设计是本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不但起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过渡到实践的桥梁作用。因此，必须认真组织，周密布置，积极实施，以期达到下述教学目的。(1)通过课程设计，进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程方面的基本只是、基本理论和基本技能，达到培养独立思考、分析和解决实际问题的能力。(2)通过课程设计，要养成严谨科学、严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风，达到提高基本素质之目的。(3)通过课程设计，独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，达到综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。(4)通过课程设计，熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到会工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为今后从事相关方面的实际工作打下良好的基础。(5)通过课程设计，逐渐培养用软件画图的能力，用计算机解决问题的能力。十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计52.总体设计方案的选择2.1给定的资料简介在冶金工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，连轧是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法，连轧机则是冶金行业的大型设备。其主要特点是被扎金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制，最终形成一定的断面形状。每个机架的上下轧辊共用一台电机实行集中拖动，不同机架采用不同电机实行部分传动，各机架轧辊之间的速度实现协调控制。2.1.1给定的设计资料本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成10个部分，各部分电动机参数如下表2-1所示。表2-1电动机参数2.1.2系统参数的要求(1)电枢回路总电阻取aRR2；总飞轮力矩225.2aGDGD机架序号电动机型号NP(KW)NU(V)NI(A)Nn(r/min)aR(Ω)2aGD(2mN)P极对数1Z2-9267230291