《电压负反馈直流调速装置》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电压负反馈直流调速装置（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 昆昆 明明 工工 职职 院院毕业设计（论文）毕业设计（论文）题 目：电压负反馈直流调速装置 专 业： 电气自动化技术 班 级： 08 级电气自动化技术 3 班 学 生： 学号： 指导教师： 颜 家 明 职称： 讲 师 200 年 月 日昆昆 明明 工工 职职 院院目目 录录引 言.1一、电压负反馈直流调速系统的设计要求.1二、.控制系统方案说明.1三、电压负反馈直流调速系统逻辑电路.3四、主电路的设计.41、电源指示电路的设计.42、单相半控桥式整流电路.73、取样电路.104、励磁回路.145、给定电路.166、比例积分调节器（PI）的组成部份、和控制过程 .187、触发电路.28五、元器
2、件明细表.33六、毕业设计心得体会.34七、参 考 文 献.35昆昆 明明 工工 职职 院院电压负反馈直流调速系统的设计电压负反馈直流调速系统的设计直流电机具有良好的启制性能，使用于在宽调速范围内平滑调速，在扎钢机、旷井卷扬机、挖掘机、大型起重机、金属切削机床、造纸机等电力拖动领域中得到广泛应用。而在直流电动机的调速方面、调节电枢电压调速是调速系统的主要调速方式，相较于转速负反馈系统而言，转速负反馈必须有测速发电机，这不仅成本高而且给系统安装与维护带来了困难，所以，再次我们选择电压负反馈直流电机进行调速，并对系统进行设计说明。一、一、电压负反馈直流调速系统的设计要求电压负反馈直流调速系统的设计
3、要求1、驱动直流电动机为额定功率 4kw 以下直流电动机，额定电压 220v2、不要求可逆3、要求有欠失磁保护4、采用 220v 电源直接供电，减少体积和质量5、采用集成触发器6、采用电压负反馈以提高系统电压二、控制系统方案说明二、控制系统方案说明电压负反馈调速系统原理如图 1 所示RP1UnR0R0RP01-+Uct-GTLdRP2Ud+-M -R1Uu=rUd+-图图 1 电压负反馈直流调速系统原理图电压负反馈直流调速系统原理图昆昆 明明 工工 职职 院院由他励直流电动机转速方程n=E/Ke=(U-IR)/Ke=n0-n可知，如果忽略电枢电压，则直流电动机的转速 n 近似正比于电枢开端电压
4、U。所以采用电枢电压负反馈代替转速负反馈，可以维持其端电压基本不变。由图 1 可以看出反馈反馈检测元件是起分压作用的电位器 Rp2。他反馈信号Uu=rUd,r 为电压反馈系数，为了分析方便，把电枢总阻分成两部分，即R=Rrec+Ra,Rec 为晶闸管整流装置的内阻（含平波电抗器电阻） ，Ra 为电枢电阻。由此可得Udo-IdRrec=UdUd-IdRa=E电压负反馈调速系统稳态结构如图 2 所示rKpKs1/CeRrecRaIdE-Ud- +Ud0 +-Un +n UUct由各部分输入输出关系可得出电压负反馈系统的静态特性方程为图图 2 电压负反馈调速系统稳态结构图电压负反馈调速系统稳态结构图
5、昆昆 明明 工工 职职 院院n=（KpKsUn）/Ce(1+K)-(RrecId)/ Ce(1+K)-(RaId)/Ce式中，K=rKpKs可知，由电压负反馈环包围的整流装置内阻引起的稳态压降减小到 1/(1+K)；当负载电流增加时，IdRrec,增大，电枢电压 Ud 降低。电压反馈信号 Uu随之降低。输入应算放大器偏差电压.AUn=U*-Un 增大，使整流装置输出电压增大，从而补偿了转速降落，达到反馈的效果。三、三、 电压负反馈直流调速装置整机逻辑图电压负反馈直流调速装置整机逻辑图电压负反馈直流调速装置主要由以下几部分组成：1、电源指示电路2、单相半控桥式整流电路3、电压负反馈取样电路4、励
6、磁回路5、给定电路6、PI 调节器7、触发电路由各部分组成电压负反馈直流调速系统，如图所示：昆昆 明明 工工 职职 院院电源电路给定电路PI调节触发电路整流电路电机取样电路四四 、主电路的设计、主电路的设计1、电源指示电路电源指示电路a. 电路的组成电路的组成为了减少设备的体积、重量和造价成本、我们选用 220V 交流电源对系统直接进行供电。电路如图所示：K1K16.3V绿红UN图图 4 系统工作信号指示电路系统工作信号指示电路图图 3 电压负反馈直流调速系统整机逻辑图电压负反馈直流调速系统整机逻辑图昆昆 明明 工工 职职 院院SB2KMNUSB1KMKAK1KM50A220接整流电路在电源电
7、路中，并联一个交流接触器和一个脉冲继电器。在交流接触器的一端串联一对欠电流继电器的常开触和按钮 SB 的常开触点，以控制接触器的接通和关断，在脉冲继电器的一端串联一对交流接触器的常开触点以控制脉冲继电器的导通和关断。在指示电路中，以变压器变压后的 6.3v 电源作为电路的供电电源，红灯和按钮 SB 的常闭触点串联，绿灯与主流接触器的一对常开触点串联，红灯与绿灯的两条支路并接于电路中。b、电路的工作原理、电路的工作原理当电源接通后，欠电流继电器 KA 线圈吸合，常开触点闭合，接下按钮 SB后，交流接触器线圈得电吸合，常开触点闭合，脉冲继电器 K1 线圈得电吸合。当励磁回路中电流过小时，欠电流继电
8、器 KA 动作，主电路中 KA 的常开触点断开，KM 回路断开，线圈失电，KM 常开触点断开，切断主电路电源。在信号指示电路中，我们以“红灯停，绿灯行”来表示系统的工作于停止。图图 5 电源电路电源电路昆昆 明明 工工 职职 院院当电源接通时，变压器变压后以 6.3V 电压为两红绿灯提供电源，于红灯串联的是按钮 SB 的一对常触点，电源接通后，红灯亮，显示系统处点闭合，K1 线圈得电闭合，常开触点闭合，绿灯点亮，系统工作。C、元器件型号、参数的选取、计算、元器件型号、参数的选取、计算在电源电路中，串联一个 50A 的快速熔断器以保护交流接触器 KM 和控制继电器 K1。交流接触器选用 CJ20
9、-10/2 型。在此，控制继电器 K1 我们选用中间继电器来代替。中间继电器的型号为 ZJ8S 型 一只2、单相半控桥式整流电路单相半控桥式整流电路电路如图所示VD3VT2VT1VD2VD1KMKMkg10W502uF/500V2uF/500V2uF/500V2uF/500V2uF/500VKP50-7KP50-7ZP50-7ZP50-710W502uF50A50A接电源电路接取样电路图图 6 整流电路连接图整流电路连接图昆昆 明明 工工 职职 院院a、电路的组成电路的组成整流电路由亮晶闸管共阴极连接，亮二极管共阳极连接，并接续流二极管和阻容吸收装置，构成单相半控桥式整流电路。在晶闸管的阳极端
10、串接50A 的快速熔断器，防止电流过大时烧坏晶闸管。在晶闸管和二极管的两端都并接上阻容吸收装置，在桥式整流的交流侧也并接上阻容吸收装置，以吸收电路突然接统统或断开时所产生的浪涌电压。b、整流电路的工作原理整流电路的工作原理单相半控桥的导通条件是：晶闸管需要触发才能导通，整流二极管则自然换相导通。当电源电压 U2 为正半周时，U 端点位高于 N 端点位，晶闸管 VT1 和二极管 VD2 同时承受正向电压，如果此时 VT1 门极无触发信号，则晶闸管处于正向阻断状态，而二极管 VD2 处于正向导通状态，但由于交流侧有阻容吸收装置，所以电源 U、N 两端不会导通；当门极处于导通状态时，晶闸管和二极管同
11、时导通，电源电压 U2 将通过 VT1、VD2，加在负载电阻上。负载电流从 U 端经 VT1，平渡电抗器，负载 R、VD2 回到电源的 N 端。在U2 的正半周期内，VT2、VD1D 均承受反向而处于阻断状态。由于晶闸管和二极管的导通都有一定的管压降，但实际生产中乎略不计，所以，电动机两端的电压可近似的视为电源电压 U2。当电源电压 U2 为负半周时，晶闸管换为 VT2 导通，二极管换成 VD1导通，同理于正半周。为了防止出现 VT1 直通，VD1、VD2 轮流导通现象，电路失去控制，变成单相半波不可控整流电压波形，晶闸管 VT1 也会因过热而损坏，所以必须接一个续流二极管，以取代晶闸管和桥臂
12、中整流二极管的续流作用。在 U2 的正半周，VT1、VD2 导通，VD 承受反向电压截止，从 U2 过需变为负时，在电感的感应电势作用下，使 VD 承受正偏压而导通，负载电流昆昆 明明 工工 职职 院院id 经感性负载及续流二极管 VD 构成通路，电感释放能量，晶闸管 VT,将随U2 过需而恢复阻断，防止了失控现象发生。单相半控整流电路的输出波形如图所示：Udwtidwt iT1 iD1wtiDwtC、元器件型号、参数的选取、计算、元器件型号、参数的选取、计算由于晶闸管承受过电压和过电流的能力较差，所以知时间的过呀或过流会造成原件的损坏。所以在晶闸管的阳极端串接快速熔断器 FU，在交流侧、晶闸管和整流二极管两端都并入阻容吸收装置，并对熔断器和阻容吸收装置的各参数进行计算和原件型号的选择
