一、设计题目
双闭环V-M调速系统中主电路电流调节器及转速调节器的设计 二、具体内容
(1)主回路及其保护系统的设计;
(2)转速、电流调节器及其限幅电路的设计; 三、已知条件及直流电机相关参数
采用晶闸管三相桥式全控整流电路供电,基本数据如下: 直流电动机UN=220V,IN=136A,nN=1460r/min,电枢电阻Ra=0.2Ω,允许过载倍数λ=1.5;
晶闸管装置Ts=0.00167s,放大系数Ks=40; 平波电抗器:电阻RP?0.1?、电感LP?4mH; 电枢回路总电阻R=0.5Ω;电枢回路总电感L=15mH; 电动机轴上的总飞轮惯量GD2=22.5N·m2;
电流调节器最大给定值Uim?=10.2V,转速调节器最大给定值
?Unm=10.5V;
电流滤波时间常数Toi=0.002s,转速滤波时间常数Ton=0.01s。 设计要求:1.稳态指标:转速无静差;2.动态指标:电流超调量
?i?5%;空载启动到额定转速的转速超调量?n?10%。
四、设计要求
1.写出设计说明书,内容包括 (1)各主要环节的工作原理; (2)整个系统的工作原理; (3)调节器参数的计算过程。 2.画出一张详细的电气原理图
3.采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究,对计算得到的调节器参数进行校正,验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型,以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 五、参考文献
1.阮毅,陈维钧.运动控制系统.清华大学出版社,2006
2.陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统(第3版).机械工业出版社,2003
3.童福尧.电力拖动自动控制系统习题例题集.机械工业出版社,1993 4.尔桂花,窦曰轩.运动控制系统.清华大学出版社,2002 5.廖晓钟,刘向东.自动控制系统.北京理工大学出版社,2005 6.曾毅.现代运动控制系统工程.机械工业出版社,2006 7.余发山等.自动控制系统.中国矿业大学出版社,2005
8.黄俊,王兆安.电力电子变流技术(第3版).机械工业出版社,2001 9.李华德等.电力拖动控制系统(运动控制系统).电子工业出版社,2006 六、考核方式
考核方式分为课程设计报告和答辩。采用口试方式进行考核(以小组为单位),成绩按百分制评定。其中答辩分数占60%,课程设计报告成绩占40%。 1.课程设计报告:
每人一份,篇幅不少于20页,内容包括: (1)整个系统及各主要环节的工作原理; (2)调节器参数的计算过程;
(3)仿真中用到的Simulink框图以及起动过程中电流、转速的输出波形; (4)本次设计的体会、心得以及对本课程设计的意见和建议。
2.答辩要求
(1)每组答辩时间1小时左右;
(2)小组主讲人主讲(时间不超过20分钟) :
1)结合原理图讲述整个系统的工作原理以及仿真结果; 2)本小组新颖性的设计工作;
3)本小组工作分工(上交一份分工明细表)。
(3)小组其他成员对主讲人的陈述进行补充;(时间不超过10分钟) (4)教师提问(30分钟)
问到哪个环节,主要由该环节设计人回答,其它小组成员补充。