有环流双闭环可逆直流调速系统设计开题报告

甘肃畜牧工程职业技术学院

毕业设计开题报告

题 目：有环流双闭环可逆直流调速系统设计 系 部：电子信息工程系 专 业：电气自动化技术 班 级：电气10.1班 学生姓名：李国运 学 号：1004311993 指导老师：邢玲玲

日 期：2012年9月25日

(本报告一式三份，一份交指导教师，一份存系上，一份存学生设计档案袋)

一、课题来源 由指导老师提供。 二、设计目的和意义 ㈠ 研究目的 研究有环流可逆直流调速系统的建模方法和调节器参数的设置，建立直流可逆调速系统的仿真模型，通过MATLAB软件仿真模型得出仿真结果，选取有代表性的参数，针对参数的特征结合仿真结果，对系统的性能进行分析和验证。 ㈡ 研究意义 直流电动机具有良好的起、制动性能，易于在广泛范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从反馈控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。由于各种系统往往都通过控制转速来实现的，因而调速系统是最基本的拖动控制系统。在许多生产机械中常要求电动机既能正反转又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。因此研究直流电机的速度控制有着非常重要的意义。 三、国内外现状和发展趋势 3.1研究状况 由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，从20世纪30年代起就开始使用直流调速系统。它的发展过程由最早的旋转变流机组控制发展为放大机、磁放大器控制，再进一步用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现直流调速，再后来用可控整流和大功率晶体管组成的PWM控制电路实现数字化的直流调速，使系统快速性、可控性、经济性不断提高。调速性能的不断提高，使直流调速系统的应用非常广泛。 3.2发展趋势 直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。在高性能的拖动技术中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统，目前直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。未来直流调速系统将向全数字直流调速控制的趋势发展，首先，随着大功率晶闸管的出现调速系统的体积越来越小、造价能更加低廉且更易稳定。其次，突破能适应不同对象的数字控制器，使各单元更独立易操作。目前提高系统的智能化是迫切的需要网络化控制与智能化管理，使得系统维修成本降低操作更为简单。

四、设计内容、途径及技术路线 ㈠研究内容： 本次设计主要研究直流电动机的有环流可逆调速系统的设计包括MATLAB仿真。 1.直流电动机有环流可逆调速系统回路的设计。 2.有环流可逆调速系统的组成和工作原理分析。 3.系统稳态、动态理论分析和参数设计。 4. MATLAB软件仿真验证设计结果。 ㈡研究途径： MATLAB软件仿真验证设计。收集相关资料和文献，系统学习直流电动机的有环流可逆调速系统的控制技术，系统主电路由两组三相桥式晶闸管整流器反并联组成，共用同一路三相电源。采用α=β配合控制，在正反组整流器之间没有直流平均环流，但存在瞬时脉动环流，所以需要设置四个环流电抗器来限制环流。 ㈢技术路线： ⑴ 主电路采用两组晶闸管反并联连接（也可采用交叉连接），因为有二条并联的环流通路，所以要用四个环流电抗器。由于环流电抗器流过较大的负载电流会饱和。因此在电枢回路中还要另设一个体积较大的平波电抗器Ld。 ⑵ 控制线路采用典型的转速、电流双闭环系统， ASR、 ACR都设置了双向输出限幅，限制αmin 、βmin。Uct=-Uct，满足α=β。 ⑶给定电压应有正、负极性，由继电器KF和KR来切换。 ⑷ 可逆，所以转速和电流方向可变，转速和电流检测也要反映相应极性。 五、设计工作的主要阶段、进度和指标 进度 完成选题和资料收第一阶段 2012.9．10 2012.9.18 集 控制器设计仿真及第二阶段 2012．9.20 2012．9.30 训练 完成硬件设计和软第三阶段 2012.10.2 2012．10.10 件编程 阶段 起始日期 终止日期 技术指标 丰富全面 符合精度要求 设计合理、结构化、模块化 利用电压反馈实现制第四阶段 2012.10．11 2012.10.20 调试硬件电路 动控制 第五阶段 2012.10.24 2012.10.28 编写论文准备答辩 详细全面 六、最终目标及完成时间 从直流电动机的工作原理入手，建立双闭环可逆直流调速系统的数学模型，并详细分析系统的原理及其静态和动态性能。然后按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，在理论分析和仿真研究的基础上，详细介

绍系统主电路、反馈电路、触发电路及控制电路的具体实现。 完成时间：2012年10月底 七、现有条件及必须采取的措施 现有条件：电力电气控制系统实验室，电子示波器等仪器。 必须措施：自学MATLAB软件，去图书馆，资料室，网上查相关资料；请指导老师提意见并修改；同学之间相互交流讨论。 八、协作单位及要解决的主要问题 协作单位：学院电气控制系统实验室。 解决的问题：直流装置中流过的电流含有环流成分，需要添加环流电抗器，从而来减小晶闸管的主电路元件的负担。 九、指导教师审核意见 指导教师签名 年 月 日 十、系毕业设计(论文)领导小组意见 组长签名 年 月 日

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