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1、沈阳理工大学课程设计报告目录1引 言 .12设计方案的确定及设计所需设备仪器 .22.1设计方案 .22.1.1机械负载参数 .22.1.2主电源参数他励直流电动机的参数 .22.2所需设备 .23调节器的电路设计 .43.1电流调节器 .43.2转速调节器 .64其他电路设计原理 .94.1主电路的设计 .94.2SG3525的设计 .104.3保护电路的设计 .135课程设计实验结果 .145.1PWM 控制器 SG3525 性能测试 .145.2开环系统测试 .145.3闭环系统测试 .15总结 .19参考文献 .20I沈阳理工大学课程设计报告1 引 言直流调速理论基础是经典控制理论，不
2、过最近研制成功的直流调速器，具有和交流变频器同等性能的高精度、高稳定性、高可靠性，高智能化特点。同时直流电机的低速特性， 大大优于交流鼠笼式异步电机， 为直流调速系统展现了无限前景。单闭环直速系统对于运行性能要求很高的机床还存在着很多不足， 快速性还不够好。而基于电流和转的双闭环直流调速系统静动态特性都很理想。而且，直流电机由于具有速度控制容易，启、制动性能良好， 且在宽范围内平滑调速等特点而在冶金、 机械制造、 轻工业等工业部门中得到广泛应用。直流时机转速的控制方法可以分为两类， 即励磁控制法与电枢电压控制法。本文主要研究直流调速系统，它主要由三部分组成，包括控制部分、功率部分、直流电动机。
3、长期以来，直流电动机因其具有调节转速比较灵活、方法简单等特点， 一直在传动领域占有统治地位。 本文对双闭环可逆直流PWM 调速系统进了较深入的研究，从直流调整系统原理出发，逐步建立了闭环1沈阳理工大学课程设计报告2 设计方案的确定及设计所需设备仪器自动控制系统的设计一般要经历从 “机械负载的调速性能（动、静） 电机参数 主电路 控制方案 ”（系统方案的确定） “系统设计 仿真研究 参数整定 直到理论实现要求 硬件设计 制版、焊接、调试 ”等过程，其中系统方案的确定至关重要 3 。为了发挥同学们的主管能动作用，且避免方案及结果雷同，在选定系统方案时，规定外的其他参数有同学自己选定。2.1 设计方
4、案机械负载参数机械负载为反抗性恒转矩负载，调速范围D=4；直流发电机：P100W U220V I0.5 A n 1 5 0 r0/ m i nN ；转动惯量NNNGD 20.065Nm2主电源参数他励直流电动机的参数可以选择单相交流220V 供电；变压器二次电压为67V 。 P185WNU220VI1.1An1 6 0 r0/ m i nN ，过载倍数1.5 。NN2.2 所需设备1、MCL 32 电源控制屏2、MCL 31 组件3、MCL 10 组件4、MEL 11 挂箱5、MEL 03 三相可调电阻6、电机导轨及测速发电机7、直流电动机 M03 ，直流发电机 M018、示波器9、万用表2沈
5、阳理工大学课程设计报告10、导线若干3沈阳理工大学课程设计报告3 调节器的电路设计3.1电流调节器由于电流检测中常常含有交流分量，为使其不影响调节器的输入，需加低通滤波。此滤波环节传递函数可用一阶惯性环节表示， 由初始条件知滤波时间常数 Toi 0.001s ，以滤平电流检测信号为准。 为了平衡反馈信号的延迟， 在给定通道上加入同样的给定滤波环节，使二者在时间上配合恰当。图 3.1电流调节器ACR原理图1、确定时间常数， PWM 装置滞后时间常数： Ts0.0004s 。电流滤波时间常数 : Toi0.002s 。 T iTsTo i0.0024s ( Ts 和 Toi 一般都比 Tl 小得多
6、 ,可以当作小惯性群近似地看作是一个惯性环节 )。2、选择电流调节器结构，根据设计要求：i5% ，而且Tl0.01510T i6.250.0024（ 3.3）4沈阳理工大学课程设计报告可按典型型设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的 ,所以把电流调节器设计成 PI 型的，其传递函数为W ACR (s)i s1（3.4）Kisi式中 K i 电流调节器的比例系数； i 电流调节器的超前时间常数。3、选择电流调节器的参数， ACR超前时间常数 iTl 0.015s ；电流环开环时间增益 :要求 i 5%，故应取 KITi0.5 ，因此K I0.50.5208.33s 1T i0.0024（ 3.5）于是， ACR 的比例系数为 :K iK Ii R0.01583.86K s208.334.81.35（3.6）4、校验近似条件
