河南工程学院 课程设计
十机架连轧机分部传动直流
调速系统的设计
学生姓名： 学 号：
学 院： 电气信息工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化 专业课程： 自动控制系统 指导教师：
2014 年 12 月 26 日
课程设计成绩评定标准及成绩
序号 1 评审项目 工作态度 指 标 遵守纪律，学习认真；作风严谨，踏实肯干。 满分 5分 评分 2 工作量 按期圆满完成规定的任务，难易程度和工作量符合要求。 全勤： 得10分 有迟到、早退、请假现象： 得8分 20分 3 出勤情况 旷课1天： 得5分 旷课2天： 得2分 旷课超过2天： 得0分 10分 4 设计、实验方案 能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识，有独特见解，设计有一定应用价值。 动手能力强，能独立完成安装、调试等实际操作，能解决设计及实验过程中出现的问题。 注重团队合作，在小组中表现突出，对设计方案的制定及选取起主要作用，在实验操作过程中，承担主要执行者。 报告结构严谨合理；文理通顺，技术用语准确，符合规范；图表完备、正确，绘图准确、符合国家标准；。 30分 5 实验技能 10分 6 小组表现 5分 7 设计报告质量 20分 合 计 评语： 等 级： （优秀、良好、中等、及格、不及格） 评阅人： 职称： 日 期： 年 月 日
目 录
摘要 ................................................................................................................ 1 绪论 ................................................................................................................... 2 1 设计的目的和要求 ..................................................................................... 3
1.1 设计的题目及给定的相关资料 ........................................................ 3 1.2 课程设计的目的 ................................................................................ 3 1.3 设计的要求 ........................................................................................ 4 2 方案的选择 ................................................................................................. 5
2.1 调速方案的选择 ................................................................................ 5
2.1.1 系统控制对象的确定 ................................................................................. 5 2.1.2 电动机供电方案的选择 ............................................................................. 5
2.2 总体结构设计 .................................................................................... 6
2.2.1 系统结构的选择 ......................................................................................... 6 2.2.2 系统的工作原理 ......................................................................................... 7
3 主电路设计与参数计算 ............................................................................. 8
3.1 整流变压器计算 ................................................................................ 8
3.1.1 二次电压计算 ............................................................................................. 8 3.1.2 变压器一次、二次侧电流计算 ................................................................. 8 3.1.3 变压器容量计算 ......................................................................................... 9
3.2 整流器件计算 .................................................................................... 9
3.2.1 晶闸管的选择 ............................................................................................. 9 3.2.2 晶闸管的额定电流 ..................................................................................... 9 3.2.3 过电压保护 ............................................................................................... 10 3.2.4 过电流保护 ............................................................................................... 11
3.3 平波电抗器的计算 .......................................................................... 11 3.4 触发电路的选择 .............................................................................. 13 4 双闭环的动态设计和校验 ....................................................................... 14
4.1 电流调节器的设计和校验 .............................................................. 14 4.2 转速调节器的设计和校验 .............................................................. 15 5 系统的MATLAB/SIMULINK仿真 ........................................................ 18
5.1 开环系统的建模 .............................................................................. 18
5.1.1 开环系统的SIMULINK仿真电路设计 .................................................. 18 5.1.1 开环系统仿真结果的输出波形 ............................................................... 18
5.2 单闭环系统的建模 .......................................................................... 19
5.2.1 单闭环系统的SIMULINK仿真电路设计 .............................................. 19 5.2.1 单闭环系统仿真结果的输出波形 ........................................................... 19
5.3 双闭环系统的建模 .......................................................................... 20
5.3.1 双闭环SIMULINK仿真电路 .................................................................. 20 5.3.2 双闭环系统仿真结果的输出波形 ........................................................... 20
总 结 ............................................................................................................... 22 参考文献 ......................................................................................................... 23 附录A 熔断器接法原理图 ......................................................................... 24 附录B 触发电路原理图 ............................................................................. 25 附录C 交流侧阻容吸收保护电路 ............................................................. 26
十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计
摘 要
本文实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可方便的设计各种不同的调节器参数及控制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。但怎样处理好转速控制和电流控制之间的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，如果在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串联连接，即以转速调节器的输出作为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出作为晶闸管触发装置的控制电压，那么这两种调节作用就能互相配合，相辅相成了。
本文利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，结果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便，高效及可靠性高等优点。
关键词 双闭环直流调速系统；晶闸管；直流电动机；MATLAB
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