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1、.目录摘要.21、设计要求.31.1设计要求.31.2 设计内容.32、系统主电路设计.4 2.1系统主电路说明.42.1.1 电压给定器.62.1.2零速封锁器DZS.72.1.3速度变换器FBS.72.1.4 速度调节器.72.1.5 电流调节器.82.1.6 触发装置GT.92.2主电路参数的设计.102.2.1晶闸管参数计算.102.2.2平波电抗器的参数计算.103、电流调节器的设计.113.1确定电流调节器的时间参数.113.2选择电流调节器的结构。.123.3计算电流调节器的参数.123.4校验近似条件.133.5计算调节器电阻和电容.134、速度调节器的设计.144.1确定转速
2、调节器的时间常数.154.2 转速调节器的结构设计.154.3 计算转速调节调节器参数.164.4 校验近似条件.164.5 计算调节器电阻和电容.175、保护电路的设计.175.1 过电压保护.175.2 过电流保护.176课程设计体会.20参考文献.21摘要根据晶闸管的特性，通过调节控制角的大小来调节电压，基于设计题目，直流电动机调速控制器选用了转速电流双闭环调速控制电路，在设计中调速系统的主电路采用了三相全控桥整流电路来供电，本文先确定主电路的结构形式和各元部件的设计，同时对其参数进行计算，包括晶闸管、电抗器，直流电动机调速控制器电路，本文采用转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统为对
3、像来设计直流电动机调速控制电路，为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设计两个调节器，电流调节器和速度调节器，为了实现电流和转速分别起作用，二者之间实行串级连接，即把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，在把电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。该双闭环调速系统的两个调节器ASR和ACR都采用PI调节器,以便能保证系统获得良好的静态和动态性能转速调节器在双闭环直流调速系统中的作用是减小转速误差，采用PI调节器可实现无静差；对负载变化起抗扰作用；其输出限幅决定电动机允许的最大电流;电流调节器在双闭环直流调速系统中的作用是使电流紧紧跟随其给定电压的变化；对电网的波动起及时抗干扰
4、作用；加快动态过程；堵转或过载时起快速自动保护作用。本课题内容重点包括电流、转速控制器的原理，并且根据原理对控制器的两个调节进行了详细的设计，概述整个电路的动静态性能，并各个部分的保护和晶闸管的触发电路设计，最后将整个控制器的电路图设计完成。关键字:双闭环、晶闸管、不可逆直流调速系统、ASR、ACR、无静差。1、设计内容及要求1.1设计要求:（）、稳态无静差，空载起动到额定转速超调（）、完成系统个环节的原理图设计和参数计算（）、根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。（）、调速系统中设置有过电压、过
5、电流等保护，并且有制动措施设计不可逆转速、电流双闭环直流调速系统，基本技术数据参数如下：1.直流电动机： PN=150kw, UN=220V，IN=700A，nN=1000r/min，=1.5,Ra=0.05,GD2=125Nm2，电枢回路总电阻R=0.8。1.2 设计内容1、根据题目的技术要求，分析并确定主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。2、调速系统主电路元部件的确定及其参数的计算（包括电力电子器件、平波电抗器与保护电路等） 3、动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器和ACR调节器的结构形式及进行参数计算，使调节系统工作稳定，并满足动态性
6、能指标的要求。4、绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统电器原理图。2、系统主电路设计2.1 系统主电路说明启动时，加入给定电压Ug,速度调节器和电流调节器即以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大启动电流加速启动，知道电机转速达到给定转速，并在出现超调后，速度调节器和电流调节器退出饱和，最后稳定在略低于给定转速值下运行。系统工作时，要先给电动机加励磁，改变给定电压UG的大小即可方便地改变电动机的转速。电流调节器、速度调节器均设有限幅环节，速度调节器的输出作为电流调节器的给定，利用速度调节器输出限幅可达到限制启动电流的目的，电流调节器的输出作为触发电路的控制电压，利用电流调节器的输出的限幅可达到限制
7、的目的。如下图1-1是双闭环不可逆直流调速系统原理图。图1-1 双闭环不可逆直流调速系统原理图。G:给定器DZS：零速封锁器 ASR：速度调节器 ACR：电流调节器GT：触发装置 FBS：速度变换器 FA：过流保护器FBC：电流变换器AP1：组脉冲放大器双闭环直流系统的稳态结构图如图1-2所示，分析双闭环调速系统静特性的关键是掌握PI调节器的稳太特征。一般存在两种状况：饱和输出达到限幅值；不饱和输出未达到限幅值。当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，相当与使该调节环开环。当调节器不饱和时，PI作用使输入偏差电压在稳太时总是为零.UKsa1/CeU*nUctIdEnUd0Un+=
8、-ASR+U*i +-IdRR b ACRui-UPE图1-2 双闭环直流系统的稳态结构图实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。其次为双闭环控制系统数学模型。双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图3-2所示。图中和分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流显露出来U*n+a Uct-IdLnUd0Un+-b -UiUiWASR(s)WACR(s)Ks -_ Tss+1- 1/ RTs+1
9、RTmsU*iId1/Ce+=d00dd1/Ce图1-3双闭环直流系统动态结构图实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。其次为双闭环控制系统数学模型。双闭环控制系统数学模型的主要形式仍然是以传递函数或零极点模型为基础的系统动态结构图。双闭环直流调速系统的动态结构框图如图1-3所示。图中和分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。为了引出电流反馈，在电动机的动态结构框图中必须把电枢电流显露出来为了保证调速系统稳态无静差，转速环和电流环所用的控制器ASR和ACR均使用PI调节器，两个调节器的输出限幅值分别为Uin*和Uotn。同
10、时加上滤波环节，抑制给定信号可能参杂的交流分量，两个调节器上增设二极管钳位的外限幅电路，限制输出限幅值，调解电位可改变正负限幅值，主电路采用Y型连接，触发电路的信号以此加在主电路上的晶闸管上，另外，采用护互感器取电流 反馈信号，用同轴相连的发电机取电压反馈信号双闭环晶闸管不可逆直流调速系统由给定器、速度调节器、电流调节器、触发装置、速度变换器、电流变换器等环节组成。21.1 电压给定器给定器G的原理图如图1-2所示。给定器可以产生幅值可调和极性可变的阶跃给定电压或可平滑调节给定电压。本设计是不可逆系统所以只需要给定正电压, 电压给定器是由两个电位器RP1、RP2及一个钮子开关Sl组成。RP1、RP2分别用来调节正负电压的大小，最大输出电压为10V，S2为开停开关。其中两个电位器的电阻都取10，又因为，则其功率 ， 则取用功率为0.02的电阻。图1-2给定器原理图21.2零速封锁器DZS零速封锁器的作用是当系统处于停车状态时，即给定电压为零，同时电动机转速速也为零时。将系统中所有调节器锁零，以避免停车时，由于个调节器的零点漂移，致使晶闸管整流电路有微量的输出，从而使保证电机不会爬行。21.3 速度变换器FBS速度变换器它的主要作用是将直流测速发电机的输出电压进行滤波，滤除交流分量并变换为能满足
