开环直流调速系统

电气测量综合控制系统设计报告电气测量综合控制系统设计报告 设计名称 设计名称 直流电动机开环调速系统仿真 姓姓 名 名 田雪峰 学学 号 号 20134680 专业班级 专业班级 自动化 13 02 指导教师 指导教师 侯淑萍 张勇 系系 院 院 信息工程学院信息工程学院 设计时间 设计时间 2016 05 22 2016 06 03 课程设计成绩评定表 在相应栏目打 评 价 质 量 评 价 项 目 优秀良好一般及格不及格 工作量和态度 实验 计算可靠性 文字和图表质量 总体评价 目目 录录 1 绪 论 1 1 技术数 据 1 2 设计任 务 2 开环系统直流调速系统的工作原 理 2 1 开环直流调速系统的组成与原 理 2 2 开环直流调速系统的静特性分 析 2 3 开环直流调速系统的稳态结构 图 2 4 开环直流调速系统的数学模 型 3 开环系统直流调速系统的硬件电路设计与实 现 3 1 晶闸管整流电路及保护电 路 3 2 触发控制电 路 3 3 系统给 定 3 4 检测电 路 4 转速 电流调节器的设计与实 现 4 1 电流调节器的设计与实 I 现 4 2 转速调节器的设计与实 现 5 开环直流调速系统仿 真 6 设计心得体 会 参考文 献 附录 开环直流调速系整体电路 图 0 1 绪论绪论 1 1 技术数据技术数据 1 1 1 开环控制的作用 开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过 程 按这种方式组成的系统称为开环控制系统 其特点是系统的输出量不会对系统 的控制作用发生影响 不具备自动修正的能力 1 1 2 主要动态性能 1 上升时间 tr 响应曲线从零到第一次达到稳态值所需要的时间 2 调节时间 ts 响应曲线从零到达并停留在稳态值的 5 或 2 误差范围所 需要的最小时间 3 超调量 系统在响应过程中 输出量的最大值超过稳态值的百分数 开环控制的作用 主要动态性能 设计目的 1 2 设计任务设计任务 控制系统包括给定信号 晶闸管触发装置及整流环节 平波电抗器和直流电动 机四个环节 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 1 2 开环系统直流调速系统的工作原理开环系统直流调速系统的工作原理 2 1 开环直流调速系统的组成与原理开环直流调速系统的组成与原理 开环直流调速系统通过调节控制电压就可以可改变电动机的转速 此试验 中采用在给定电压下 触发角一定时改变负载的大小测出电动机转速与电流的 关系 在一定范围内可实现无级调速 直流电动机电枢由三相晶闸管整流电路 经平波电抗器 L 供电 并通过改变触发器移相控制信号 Uc 调节晶闸管的控制 角 从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速 在仿真中为了简化模 型 省略了整流变压器和同步变压器 整流器和触发同步使用同一交流电源 直流电动机励磁由直流电源直接供 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 2 2 开环直流调速系统的静特性分析开环直流调速系统的静特性分析 1 调速范围 生产机械要求电动机提供的最高转速 nmax和最低转速 nmin之比叫做调速范 围 用字母 D 表示 即 D nmax nmin 其中 nmax和 nmin一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速 2 静差率 当系统在某一转速下运行时 负载由理想空载增加到额定值时所对应的转 速降落 nN 与理想空载转速 n0之比 称作静差率 s 即 s nN n0 显然 静差率是用来衡量调速系统在负载变化时转速的稳定度的 它和机 械特性的硬度有关 特性越硬 静差率越小 转速的稳定度就越高 然而静差率与机械特性硬度又是有区别的 一般变压调速系统在不同转速 下的机械特性是互相平行的 对于同样硬度的特性 理想空载转速越低时 静 差率越大 转速的相对稳定度也就越差 2 由此可见 调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的 必须同时提 才有意义 在调速过程中 若额定速降相同 则转速越低时 静差率越大 如 果低速时的静差率能满足设计要求 则高速时的静差率就更能满足要求了 因 此 调速系统的静差率指标应以最低速进所能达到的数值为准 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 2 3 开环直流调速系统的稳态结构图开环直流调速系统的稳态结构图 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 2 4 开环直流调速系统的数学模型开环直流调速系统的数学模型 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 2 5 直流开环调速系统电路原理图直流开环调速系统电路原理图 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 3 3 开环系统直流调速系统的硬件电路设计与实现开环系统直流调速系统的硬件电路设计与实现 3 1 晶闸管整流电路及保护电路晶闸管整流电路及保护电路 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 3 2 触发控制电路触发控制电路 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 3 3 系统给定系统给定 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 3 4 检测电路检测电路 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 4 4 转速 电流调节器的设计与实现转速 电流调节器的设计与实现 4 1 电流调节器的设计与实现电流调节器的设计与实现 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 4 2 转速调节器的设计与实现转速调节器的设计与实现 正文部分一律用小四号字 宋体 1 5 倍行距 5 5 开环直流调速系统仿真开环直流调速系统仿真 正文部分一律用小四号字