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1、.运动控制系统课程设计说明书题 目： 逻辑无环流可逆直流调速系统的设计专业班级： * 学 号： * 姓 名： * 指导教师： * 成 绩： 20*年*月*日至*月*日逻辑无环流可逆直流调速系统的设计电流环、转速环调节器及其限幅电路的设计The Design of Logic Non-loop-currentDC SR SystemSR System-Speed Regulating SystemThe Design of Current Loop, Speed Loop Regulator and Its Amplitude Limiter Circuit学生： * 指导教师 * 课程设计量化
2、评分标准指标分值评分要素得分设计完成情况30能独立查阅文献资料，提出并较好地论述课题的实施方案；设计方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚；独立进展设计工作，按期圆满完成规定的任务，设计结果到达预期效果，有实用价值。报告质量20报告构造严谨，逻辑严密，论述层次清晰，语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全符合规化要求。工作量、工作态度20工作量饱满，难度较大，工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实。辩论成绩30思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；分析归纳合理，结论严谨；答复以下问题有理论根据，根本概念清楚。总 评 成 绩辩论记录辩论时间： 辩论地点：摘 要从生产机械要求控制的物理量来看，电
3、力拖动自动控制系统有调速系统，位置随动系统，力控制系统，多电动机同步控制系统等多种类型，而各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因而调速系统是最根本的拖动控制系统。在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的根本原理及其构成，并对其控制电路进展了计算和设计。运用了一种基于Matlab的Simulink和Power System工具箱、面向系统电气原理构造图的仿真新方法，实现了转速电流双闭环逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。本文重点介绍了以芯片TC787为主的晶闸管触发电路，其如何根据DLC发
4、出的指令正确驱动和停顿正组反组晶闸管的开闭，以实现无环流系统。关键词： 直流调速系统； 逻辑无环流控制； 触发电路； TC787IAbstractThe controlof physical quantitiesfrom theproductionmachinery, electric driveautomatic controlsystem hasaspeed control system, position servo system, tension control system, multi-motor synchronouscontrolsystem and othertypes, a
5、 variety of systemsare oftenby controlling thespeedto achieve, and thus thespeed control systemis the most basicdragcontrolsystems. Inmanyproduction machinery, and often requirethemotornot onlyrotating,butalsorapid braking, you need four-quadrant operationcharacteristics, must bereversiblespeed cont
6、rol system.This article describes thebasicprincipleoflogicwithoutcirculationreversibleDC drive systemand its ponents,andcontrolcircuitcalculation and design. Usebasedon MatlabSimulink andPower SystemToolbo*, system-orientedelectrical schematicblock diagramsimulationnew methodto achievethespeed ofcur
7、rentdualclosed-looplogiccirculationDCSR SystemModeling and Simulation. This paper focuses on the chip TC787-based thyristor trigger circuit, how to properly drive DLC directives issued by the group against group and stop the thyristor is opened and closed in order to achieve free circulation system.
8、Keywords:DC speed control system;Logic without circulation control; Trigger circuit; TC787目 录摘 要IAbstract1. 绪论11.1无环流调速系统简介11.2 设计任务和要求12. 系统组成原理32.1 逻辑无环流调速系统总概32.2 主电路原理42.3 触发电路原理52.4 检测电路原理62.5 电源电路原理72.6 保护电路原理82.7 逻辑控制器原理93 设计容103.1 设计要求103.2 设计原理113.3 电路的选择113.4 触发电路143.5 元器件的连接与参数的选择144.仿真或实
9、验结果分析155. 总结20参考文献211.1. 绪论1.1无环流调速系统简介许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正、反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。这样的环流对负载无益，只会加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率。换流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。有环流可逆系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。因此，
10、当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。无环流可逆调速系统可按实现无环流原理的不同而分为两大类：逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。而错位无环流系统在目前的生产中应用很少，逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统，组成逻辑无环流可逆系统的思路是：任何时候只触发一组整流桥，另一组整流桥封锁，完全杜绝了产生环流的可能。至于选择哪一组工作，就看电
11、动机组需要的转矩方向。假设需正向电动，应触发正组桥；假设需反向电动，就应触发反组桥，可见，触发的选择应决定于电动机转矩的极性，在恒磁通下，就决定于Uim*信号。同时还要考虑什么时候封锁原来工作桥的问题，这要看工作桥又没有电流存在，有电流时不应封锁，否则，开放另一组桥时容易造成二桥短路。可见，只要用Uim*信号极性和电流“有、“无信号可以判定应封锁哪一组桥，开放哪一组桥。基于这种逻辑判断电路的“指挥下工作的可逆系统称逻辑无环流可逆系统。1.2 设计任务和要求(1). 题目：逻辑无环流V-M可逆直流调速系统的设计(2). 要求:a. 直流电动机：PN = 1.1 kW，nN = 1 000 r/m
12、in，UN = 220 V，IN = 6.58 A，GD2 = 0.28 kg.m2，过载倍数 = 2，电枢绕组的电阻RD = 4 ，电感LD = 67 mH；b. 变压器：副边绕组的电阻RB = 0.65 ，电感LB = 4 mH，额定电压U2e = 145 V，额定电流I2e = 5.37 A；c. 平波电抗器：电阻Rp = 0.1 ，电感Lp = 214 mH；d. 采用三相全控桥式整流电路，Ks = 57；e. 电流调节器最大给定值Uim= 10 V，转速调节器最大给定值Unm= 6 V；f. 电流滤波时间常数T0i = 1 ms，转速滤波时间常数T0n = 5 ms；g. 设计要求稳
13、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i% 10%。(3)容 a. 完成系统理论与仿真分析；b. 进展系统参数计算，采用工程设计方法完成转速、电流调节器的构造和参数设计；c. 利用Matlab/Simulink建立系统的仿真模型，对整个调速系统的动态性能给定输入的跟随性能和负载与电网电压扰动下的抗扰性能进展仿真分析；d. 完成系统电气原理图的设计包括电路原理图设计、参数计算、元器件选型1)主电路的设计；2)触发电路的设计；3)转速、电流调节器及其限幅电路的设计；4)转速、电流检测电路的设计；5)逻辑无环流控制器DLC电路的设计；6)保护电路的设计；7)辅助电源电路的设
14、计。e. PCB板的设计、制作与调试根据时间选做。2. 系统组成原理2.1 逻辑无环流调速系统概述图2-1 逻辑无环流可逆调速系统原理图ASR速度调节器ACR1ACR2正反组电流调节器GTF、GTR正反组整流装置VF、VR正反组整流桥DLC无环流逻辑控制器H*推装置TA交流互感器TG测速发电机M工作台电动机LB电流变换器AR反号器GL过流保护环节无环流可逆调速系统可按实现无环流原理的不同而分为两大类：逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。而错位无环流系统在目前的生产中应用很少，逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，当一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统，组成逻辑无环流可逆系统的思路是：任何时候只触发一组整流桥，另一组整流桥封锁，完全杜绝了产生环流的可能。至于选择哪一组工作，就看电动机组需要的转矩方向。假设需正向电动，应触发正组桥；假设需反向电动，就应触发反组桥，可见，触发的选择应决定于电动机转矩的极
