《运动控制系统》课程设计
一、性质和目的
自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。
二、设计内容
1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。 2.主要设计内容包括：
（１）根据任务书要求确定总体设计方案
（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；
（３）控制电路设计：控制方案的选择、控制器设计 （４）保护电路的选择和设计
（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份，并画出调速系统的原理图。。 三、设计目的
1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。 2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。
4.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。 5.掌握绘制系统电路图绘制方法。 6.掌握说明书的书写方法。 四、对设计成品的要求
1.图纸的要求：
1）图纸要符合国家电气工程制图标准； 2）图纸大小规范化； 3）布局合理、美观。 2.对设计说明书的要求 1）说明书中应包括如下内容
①目录
②课题设计任务书；
③调速方案的论证分析（从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择； ④所要完成的设计内容
⑤变压器的接线方式确定和选型；
⑥ 主电路元器件的选型计算过程及结果； ⑦控制电路、保护电路的选型和设计； ⑧调速系统的总结线图 系统电路设计及结果。 2）说明书的书写要求
①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。 ②字迹工整；书写整齐，参照教务系统中的毕业论文的格式要求。
直流电机调速系统设计任务书
1组：
直流他励电动机：功率PN＝1.1kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=6.7A，磁极对数P=1，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=2.34Ω,主电路总电阻R＝7Ω，L∑＝246.25mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，Ks=58.4，机电时间常数Tm=116.2ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.00235s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值Uim*=10V，速度给定最大值Un*=10V。
2组：
直流他励电动机：功率PN＝22kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=116A,磁极对数P=2，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.112Ω,主电路总电阻R＝0.32Ω，L∑＝37.22mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，电磁系数Ce=0.138 V.min／r，Ks=22，电磁时间常数Tl=0.116ms，机电时间常数Tm=0.157ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.00235s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值Uim*=10V，速度给定最大值Un*=10V。
3组：
直流他励电动机：功率PN＝145kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=733A,磁极对数P=2，nN=430r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.0015Ω,主电路总电阻R＝0.036Ω，Ks=41.5，电磁时间常数Tl=0.0734ms，机电时间常数Tm=0.0926ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.01s，过载倍数λ＝1.2，电流给定最大值Uim*=8V，速度给定最大值Un*=10V。
4组：
直流他励电动机：功率PN＝145kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=6.5A,磁极对数P=1，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=3.7Ω,主电路总电阻R＝7.4Ω，Ks=27，电磁时间常数Tl=0.033ms，机电时间常数Tm=0.26ms，滤波时间常数Toi=0.0031s，Ton=0.01s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值Uim*=8V，速度给定最大值Un*=10V，β＝0.77V/A，α＝0.007 Vmin
／r
5组：
IGBT组成的直流斩波调速系统。设计要求：Ud=110V，Id=8A，系统连续可调，稳压精度小于1%，有限流保护。
6组：
由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环直流调速系统，直流他励电动机：功率PN＝60kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=308A,磁极对数P=2，nN=1000r/min,电动势系数Ce=0.196V. min / r,电枢绕组电阻Ra=0.09Ω,主电路总电阻R＝0.18Ω，Ks=35，电磁时间常数Tl=0.012s，机电时间常数Tm=0.12s，电流反馈滤波时间常数Toi=0.0025s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.015s，过载倍数λ＝1.1，额定转速时的给定电压（Un*）N=10V，调节器ASR、ACR饱和输出电压Uim*=8V，Ucm=6.5V。系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围为D=10，电流超调量?i≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量?n≤10%。
7组：
由三相桥式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环直流调速系统，直流他励电动机：功率PN＝555kW，额定电压UN=750V，额定电流IN=760A,nN=375r/min, 电动势系数Ce=1.82V. min / r,电枢绕组电阻Ra=0.07Ω,主电路总电阻R＝0.14Ω，Ks=75，电磁时间常数Tl=0.031s，机电时间常数Tm=0.112s，电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.02s，过载倍数λ＝1.5，设调节器输入输出电压Unm*= Uim*=Ucm=10V。调节器输入电阻R0=40 kΩ。设计指标：系统稳态无静差，电流超调量?i≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量?n≤10%。
8组：
由三相桥式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环直流调速系统，直流他励电动机：功率PN＝25kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=136A,nN=1460r/min, 电动势系数Ce=0.132V. min / r,电枢绕组电阻Ra=0.15Ω,主电路总电阻R＝0.5Ω，Ks=40，电磁时间常数Tl=0.03s，机电时间常数Tm=0.18s，电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.01s，过载倍数λ＝1.5，设调节器输入输出电压Unm*= Uim*=Ucm=10V。调节器输入电阻R0=40 kΩ。设计指标：系统稳态无静差，电流超调量?i≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量?n≤10%。
9组：
一转速、电流双闭环控制的H型双极式PWM直流调速系统，电动机参数：功率PN＝200W，额定电压UN=48V，额定电流IN=3.7A,nN=200r/min, 电动势系数Ce=0.12V. min / r,电枢绕组电阻Ra=6.5Ω,主电路总电阻R＝8Ω，电磁时间常数Tl=0.015s，机电时间常数Tm=0.2s，电流反馈滤波时间常数Toi=0.001s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.005s，过载倍数λ＝2，设调节器输入输出电压Unm*= Uim*=Ucm=10V。已计算出全控型器件的开关频率f=1kHz ,PWM 环节的放大倍数Ks=4.8，调节器输入电阻R0=40 kΩ。设计指标：系统稳态无静差，电流超调量
?i≤5%，空载启动到额定转速时的转速超调量?n≤20%。
10组：
一个V-M直流调速系统，电动机参数：功率PN＝1.1 kW，额定电压UN=110V，额定电流IN=13A,nN=1500r/min,电枢绕组电阻Ra=1Ω,励磁电压110V，励磁电流0.8A，极数2p=2。设计指标要求：调速范围D=10，静差率s≤10%，制动迅速平稳。
11组：
一个V-M直流调速系统，电动机参数：功率PN＝10 kW，额定电压UN=220V，额定电流IN=55A,nN=1000r/min,电枢绕组电阻Ra=0.5Ω,电枢电感LD=7Mh，励磁电压220V，励磁电流1.6A，极数2p=4。设计指标要求：调速范围D=10，静差率s≤5%，电流脉动系数Si≤5%。
12组（李荣生p110）：
某直流调速系统，主电动机技术数据：额定电压UN=48V，额定电流IN=3.7A,nN=200r/min,电枢绕组电阻Ra=6.5Ω,电枢回路总电阻 R=8Ω，电磁时间常数Tl=5ms，机电时间常数Tm=200ms，电源电压Us=60V，给定值和ASR、ACR的输出限幅值均为10V，电流反馈系数β＝0.77V/A，转速反馈系数α＝0.007 Vmin／r，电动势系数Ce=0.18V. min / r,试对该系统进行设计。
交流电机调速系统设计任务书
1组：
绕线式转子三相异步电动机：PN＝45kW， nN=1480r/min，U1N=380V，I1N=85.9A，fN=50Hz，η=91.5%，cosφ=0.87，E2N=340V，I2N=81A，Δ/Υ联结，λm=3，J=2.367kg.m2。
要求：最大负载功率为35kW，电机不可逆转，传动系统能实现无级平滑调速，调速范围D=3，生产过程中有较高的调速精度，低速时静差率s≤0.01，系统动态指标要求电流超调量小，转速抗干扰性能及跟随性能好，电动机能完全脱离调速装置，在正常接线方式下“高速”运转。
1组：
绕线式转子三相异步电动机：PN＝42kW， nN=1400r/min，U1N=380V，I1N=80A，fN=50Hz，η
*=90%，cosφ=0.85，E2N=345V，I2N=80A，Δ/Υ联结，λm=3，J=2.465kg.m2。给定电压Un、转
速调节器和电流调节器的输出限幅值均为10V，转速滤波时间常数Ton=0.01s。