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1、 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 实训报告 题 目 _交直流调速系统的设计 学生 专业班级 学 号 系 （部） 指导教师(职称) 完成时间2014年 1月 2日 实训报告评语 一、实训期间个人表现 1.尊敬师长，团结他人，能吃苦耐劳。 2.在现场能坚持不迟到，不早退，勤奋学习。 3.出现少于3次迟到和早退现象，表现一般。 4.能主动向指导老师提问，能积极做好各项设计任务。 5.在实训中能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识。二、实训报告容完成质量 1.能按时完成报告容等实训成果资料，无任务遗漏。 2.能按时完成报告容等实训成果资料，有少许任务遗漏。 3.不能按时
2、完成报告容等实训成果资料，有多处任务遗漏。 4.条理清晰，书写规工整，图文并茂，报告容全面，主要容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能紧密联系，认识体会深刻，起到了实训的作用。 5.条理清晰，书写规工整，图文并茂，报告容全面，主要容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能较紧密联系，认识体会较深刻，起到了实训的作用。 6.条理清晰，书写较规工整，报告容全面，主要容阐述较详细，能体现实训工作过程，能与专业相关知识联系起来，认识体会较深刻，起到了实训的作用。 7.条理较清晰，书写较规工整，报告容较全面，主要容阐述较详细，能体现实训过程中的相关工作，与专业相关知识
3、不能紧密联系，认识体会不太深刻，基本起到了实训的作用。 8.容有雷同现象。三、成绩不合格原因 1.实训期间旷课超过3次。 2.报告有严重抄袭现象。 3.未同时上交实训报告。 四、需要改进之处 1.进一步端正实训态度。 2.加强报告书写的规化训练，对主要容要加强理解。 3.加强相关专业知识的学习，深刻理解各设计步骤具体的要求。 五、其他说明等 级： 评阅人： 职称： 讲师 年 月 日目录 第1章 设计目的和要求31.1 设计的题目及给定的相关资料31.2课程设计的目的41.3设计的要求5第2章 方案的选择62.1 调速的方案选择62.1.1 直流电动机的选择62.1.2 电动机供电方案的选择62
4、.2系统的结构选择7第3章 主电路设计与参数计算83.1整流变压器计算83.2整流器件计算93.3 平波电抗器的计算113.4 触发电路的选择与校验12第4章 双闭环直流调速系统的动态设计144.1电流环(ACR)的设计144.2 转速环（ASR）设计15第5章 系统的MATLAB/SIMULINK仿真175.1 系统的建模与参数设置175.2 系统仿真结果的输出及结果分析18总结22参考文献23摘 要本文所论述的是十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计，做的是第6组数据的设计，通过对开环、单闭环以及双闭环的数学和物理模型的电路设计，调速方案的方案选定，主电路计算，参数选定，触发电路的选择与校
5、验，控制电路设计计算，以及双闭环直流调速系统的动态设计，最后用MATLAB/SIMULINK仿真，得出仿真结果，根据双闭环直流调速系统原理图, 分析了转速调节器、电流调节器的作用, 并通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形。并对得到的波形进行分析。关键词：直流调速调速，转速和电流调节器, MATLAB/SIMULINK仿真第1章 设计目的和要求1.1 设计的题目及给定的相关资料在冶金工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，连轧是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法，连轧机则是冶金行业的大型设备。其主要特点是被扎金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制，最终形成
6、一定的断面形状。每个机架的上下轧辊共用一台电机实行集中拖动，不同机架采用不同电机实行部分传动，各机架轧辊之间的速度实现协调控制。本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成10个部分，各部分电动机参数如下表。机架序号电动机型号(KW)(V)(A)(r/min)()()P极对数1Z2-926723029114500.268.6012Z2-914823020914500.358.0213Z2-823523015214500.431.3614Z2-812623011314500.527.4415Z2-721923082.5514500.711.7616Z2-7114230611450
7、0.89.817Z2-621123047.814500.96.3918Z2-618.52303714501.05.4919Z2-52623026.114501.13.92110Z2-514.223018.2514501.23.4311.2课程设计的目的1、通过课程设计，进一步巩固、深化和扩充在直流调速及相关课程方面的基础知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。2、通过课程设计，独立完成一项直流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。3、通过课程设计，使熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计容，达到培养我们工程绘图
8、和编写设计说明的目的，为我们今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。1.3设计的要求（1）电枢回路总电阻取；总飞轮力矩(2)其它参数可参考教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。（3）要求：调速围D=10,静差率；稳态无静差，电流超调量，空载起动到额定转速时。（4）要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。（5）要求触发脉冲有故障封锁能力。（6）要求对拖动系统设置给定积分器第2章 方案的选择2.1 调速的方案选择 调速选泽包括以下几种：直流电动机的选择、电动机供电方案的选择、系统的结构选择、确定直流调速系统的总体结构原理框图及仿真图。2.1.1 直流电动机的选择 根据任务的安排，
9、我们组分的是第六台机架连轧机，此机架连轧的电动机的型号是Z2-71，其个数据为表2.1表2.1第6组 电机参数表电机型号(KW)(V)(A)(r/min)()()P极对数Z2-71142306114500.89.812.1.2 电动机供电方案的选择变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变，从而实
10、现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。采用双闭环调速系统，可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到
