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1、江西理工大学应用科学学院电力拖动综合课程设计专 业：电气工程及其自动化 班 级： 学 号： 姓 名： 设计题目：某型铣床的主驱动系统设计 设计报告格式 25 分 设计内容 45 分 答辩 考勤电气原理图封面3页面布局5目录格式3图表质量4间行距、字体5页眉页脚5设计题目分析5系统控制方案8设备计算、选型7主电路5控制电路5总图5调节器参数整定或程序设计1010 20总计得分2012 年 11 月某型铣床的主驱动系统设计目 录第 1 章 设计任务分析 .31.1 课题的要求与内容 .31.2 系统的概述与分析： .3第 2 章 电力拖动系统的性能指标分析 .52.1 机械特性 .52.2 调速特
2、性 .52.2.1 稳态性能指标 .52.2.2 动态性能指标 .6第 3 章 电动机的选择 .73.1 电机容量的原则 .73.2 电机电气线路 .8第 4 章 控制系统设计 .104.1 双闭环动态抗扰性能 .104.2 闭环系统分析及参数计算 .124.3 直流调速系统用的可控整流装置 .12第五章 系统校正与参数整定 .155.1 拖动对象的参数计算 .155.2 预制参数设置 .155.3 调节器参数计算 .155.4 调节器的实现及器件选择 .165.5 检测电路参数设置 .185.6 调节器限幅输出电路 .195.7 平波电抗器的计算 .19总结 .20参考文献 .21江西理工大
3、学应用科学学院课程设计某型铣床的主驱动系统设计第 1 章 设计任务分析1.1 课题的要求与内容某型铣床采用镶齿锯片铣刀，驱动电机采用直流电动机，铣刀最大直径 500mm，最小直径 100mm，铣刀允许最大切削速率 20m/s，最高切削速度下最大许用切削力 500N，铣刀最大许用切削力矩 500N*M，铣刀卡盘、联动轴和铣刀飞轮矩为 75N*m2。试设计此拖动系统，要求切削速率 1-20m/s 无级可调，设定速度后空载到最大吃刀深度速度波动小于10%。铣床工作现场有三相四线制 380V 交流电源，100A 空开保护，最大电压波动 ，%5通风良好，环境干燥，无粉尘，现场无防爆要求。1.2 系统的概
4、述与分析：根据课题的要求该系统对电机的转速控制采用无静差直流调速系统进行控制。无静差直流调速系统可分为：1 转速负反馈，2 电压负反馈 3 电流正反馈等 4 附加电流正反馈的电压负反馈等几种直流调速系统。双闭环直流调速系统电路原理图如图 1-1 所示：图 1-1 双闭环直流调速系统原理图ASR转速调节器 ACR电流调节器 TG测速发电机 TA电流法互感器UPE电力电子变换器 UN* -转速给定电压 Un-转速反馈电压 Un*-电流给定电压 Ui电流反馈电压采用比例积分调节器以实现无静差，采用电流截 止负反馈来限制动态过程的冲击电流。TA 为检测电流的交流互感器，经整流后得到电流反馈信号 Ui。
5、当电流超过截止电流 Idcl时，Ui 高于稳压管 VS 的击穿电压，使晶体管 VBT 导通，则 PI 调节器的输出电压 Uc 接近于零，电力电子变换器 UPE 的输出电压 U d 急剧下降，达到限流的目的。某型铣床的主驱动系统设计当电动机电流低于其截止值时，由如下系统稳态结构图框图所示：图 1-2 系统稳态结构图江西理工大学应用科学学院课程设计第 2 章 电力拖动系统的性能指标分析2.1 机械特性我们称 n=f(T)为电动机的机械特性，n=f(Tz)为生产机械的负载转矩特性。一恒转矩负载特性当转速变化时，负载转矩的大小保持不变称为恒转矩负载特性。可分为：反抗性恒转矩负载和位能性恒转矩负载。二恒
6、功率负载特性恒功率负载是指负载的功率为常数，不随转速的变化而变化。由于 Pz=Tz=Tz =k,则602nTz= = （ 2-1 kn1）式中常数 k1=9.55k.由式中可知，恒功率负载的转矩与转速成反比。以上三类负载机械特性是从各种实际负载中概括出来的典型化的负载机械特性，实际负载机械特性可能是以某种典型特性为主的几种典型特性的组合。如果拖动对象的负载特性没有给出，则需要通过分析、实验等方法求取，具体方法可查阅相关文献。当拖动对象的负载特性确定后，电力拖动系统能够工艺设备正常工作的必要条件和充分条件是：1.必要条件:电动机的机械特性与负载转矩特性有交点,即存在 。 （ 2-2 ） 2.充分条件:在交点处满足 。 或者说，在交点的转速以上存在 ,在交点的转速以下存在 。 （ 2-3 ）由此，我们可大致解算出电力拖动系统需要具有的基本参数，包括选用电动机应该具有的输出转矩、输出功率、最大转速和拖动系统的人为机械特性。2.2 调速特性（1）调速在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速；（2）稳速以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；（3）加、减速频繁起、制动的设备要求加、减速
