電氣測量綜合控制系統(tǒng)設計-學生版

1、電氣測量綜合控制系統(tǒng)設計-學 生版作者:日期:1技術數(shù)據(jù)系統(tǒng)用線性集成電路運算放大器作為調節(jié)器的轉速、電流無靜差直流控制系 統(tǒng)，主電路由晶閘管可控整流電路供電的V-M系統(tǒng)，各設計具體參數(shù)如下：設計1：某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基 本數(shù)據(jù)如下直流電動機：額定電壓 Un =220V，額定電流In =13°A，額定轉速 nN "500r.min，電動機電勢系數(shù)C0.132Vminr，允許過載倍數(shù) =1-5。晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks =40電樞回路總電阻：R".5時間常數(shù)：T| = 0.03s,Tm = 0.18s濾波時間常數(shù)Ton=To

2、i=0.0035s電流反饋系數(shù)：1 =0-062VA轉速反饋系數(shù):-0.008V min r設計要求：1）穩(wěn)態(tài)指標：無靜差;2）動態(tài)指標：電流超調量門乞5% ;空載起動到額定轉速時的轉速超調量cn % : 10%設計2：某雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，采用晶閘管三相橋式全控整流電路供電，基本數(shù)據(jù)如下：直流電動機 Un=220V, I n=136A，n N=1460r/mi n,電樞電阻 Ra =0.2 Q 允許過載倍數(shù)入=1.5晶閘管裝置Ts=0.00167s放大系數(shù)Ks=40;平波電抗器：電阻Rp =0.1門、電感Lp =4mH ;電樞回路總電阻 R=0.5Q;電樞回路總電感 L=15mH ;電動機軸

3、上的總飛輪慣量GD2=22.5N m2;電流調節(jié)器最大給定值Uim =10.2V，轉速調節(jié)器最大給定值Unm"=10.5V；電流濾波時間常數(shù)T°i=0.002s,轉速濾波時間常數(shù)Ton=0.01s=設計要求:1）穩(wěn)態(tài)指標：轉速無靜差；2） 動態(tài)指標：電流超調量乞5% ;空載啟動到額定轉速的轉速超調量二 n -10%。設計3：某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路， 基本數(shù)據(jù)如下直流電動機：額定電壓 UN =22CV，額定電流ldN =116A，磁極對 數(shù)P=2,額定轉速nN -1460r min，電動機電勢系數(shù)Ce =0.138Vminr，允許過 載倍數(shù)

4、 =1.5。晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks =22電樞回路總電阻：R = 0.3撿，電樞繞組電阻 Ra=0.112莒L尸37.22mH（電樞電感、平波電感和變壓器電感之和）；時間常數(shù)：T =0.116s,Tm =0.157s濾波時間常數(shù)Ton=Toi=0.00235s電流反饋系數(shù)：，0.062VA轉速反饋系數(shù)：二0.008V min 丫設計要求：1）穩(wěn)態(tài)指標：轉速無靜差；2） 動態(tài)指標：電流超調量乞5% ;空載啟動到額定轉速的轉速超調量6 10%。設計4：采用晶閘管三相橋式整流，電機參數(shù)：額定電壓Un = 220V，額定電 流I n =136A，磁極對數(shù) P=2，額定轉速nN =1460r. min

5、，電動機電勢系數(shù) Ce =0.132Vmin. r，允許過載倍數(shù)，=1.5。電樞繞組電阻Ra =0.2門，L=15mH主電路總電阻R= 0.5' 1晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks =40濾波時間常數(shù) T0i = 0.002s,T0n = 0.01s ,Tm =o.18s電流調節(jié)器最大給定值Ujm" =10V，轉速調節(jié)器最大給定值Unm"=10V。設計要求：1）穩(wěn)態(tài)指標：轉速無靜差；2）動態(tài)指標：電流超調量 乞5% ;空載啟動到額定轉速的轉速超調量二 n -10%。設計5:直流電動機設計雙閉環(huán)直流晶閘管調速系統(tǒng)，技術要求如下：直流他勵電動機：功率Pn =145Kw，額定電壓

6、U n =220V，額定電流g = 6.5A，磁 極對數(shù)P=1，nN =1500r. min，電樞繞組電阻Ra =3.7"，電路總電阻R = 74，L,=37.22mH （電樞電感、平波電感和變壓器電感之和），電磁系數(shù)Ce =0.138Vmin /， Ks=27。電磁時間常數(shù)T 0.033ms，機電時間常數(shù)Tm =0.26ms，濾波時間常數(shù) T°i 二 0-001s，T0 0-0031s，過載倍數(shù)入=1.5, 電流調節(jié)器最大給定值Ujm” =8V，轉速調節(jié)器最大給定值 Unm”=10V。設計要求：1）穩(wěn)態(tài)指標：轉速無靜差；2）動態(tài)指標：電流超調量 乞5% ;空載啟動到額定轉

7、速的轉速超調量二 n -10%。設計6:某晶閘管供電的雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，整流裝置采用三相橋式電路，基本數(shù)據(jù)如下直流電動機：220V、130A、1500r min ， C 0.132V min. r，允許過載倍數(shù)，=1.5。晶閘管裝置放大系數(shù)：Ks =40電樞回路總電阻：R= 0.5'.1時間常數(shù)：T =0.03s,Tm =0.18s電流反饋系數(shù)：2 -0.062V A轉速反饋系數(shù)：二0.008V min , r設計要求：穩(wěn)態(tài)指標：無靜差；動態(tài)指標：電流超調量G乞5% ;空載起動到額定轉速時的轉速超調量6% <10%。2. 設計內容1）根據(jù)題目的技術要求，分析論證并確定主電路的結

8、構形式和閉環(huán)調速系 統(tǒng)的組成，畫出系統(tǒng)組成的原理框圖。2）調速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算。3） 控制電路的選型設計，其中電流調節(jié)器和轉速調節(jié)器中的電阻Ro =學號最 后兩位數(shù)字 K1，（如果最后兩位10，則在學號最后兩位數(shù)字的基礎上加上 +20 ）。4） 動態(tài)設計計算：根據(jù)技術要求，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，確定ASR調節(jié)器 與ACR調節(jié)器的結構形式及進行參數(shù)計算，使調速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動態(tài) 性能指標的要求。5）繪制V M雙閉環(huán)直流不可逆調速系統(tǒng)電氣原理圖。6）雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的仿真實現(xiàn) （選作）：采用MATLAB中的Simulink 軟件對整個調速系統(tǒng)進行仿真研究， 對計算得到的調節(jié)

9、器參數(shù)進行校正， 驗證設 計結果的正確性。將 Simulink仿真模型，以及啟動過程中的電流、轉速波形圖 附在設計說明書中。3. 設計要求1）該調速系統(tǒng)能進行平滑地速度調節(jié)，負載電機不可逆運行，具有較寬地 轉速調速范圍，系統(tǒng)在工作范圍內能穩(wěn)定工作。2）系統(tǒng)靜特性良好，無靜差。3）動態(tài)性能指標：滿足對應題目的動態(tài)性能指標。4）調速系統(tǒng)中設置有過電壓、過電流保護。5）主電路采用三相全控橋。4. 課程設計報告要求課程設計說明書應嚴格按統(tǒng)一格式打印，資料齊全，堅決杜絕抄襲，雷同現(xiàn)象。滿足如下要求：1）要求在課程設計答辯時提交課程設計報告。2）報告應包括以下內容：A、系統(tǒng)各環(huán)節(jié)選型：主回路方案確定、控制

10、回路選擇、主要電氣設備的計 算和選擇系統(tǒng)參數(shù)計算。B、系統(tǒng)設計、調試過程介紹，在調試過程中出現(xiàn)的問題，解決辦法等；C、畫出一張詳細的電氣原理圖D、課程設計總結。包括本次課程設計過程中的收獲、體會，以及對該課程 設計的意見、建議等；E、設計中參考文獻列表；F、報告使用A4紙打印，全文不少于2000字。5. 參考資料1阮毅，陳維鈞運動控制系統(tǒng)M.北京：清華大學出版社，2006.2王兆安，劉進軍.電力電子技術M，第5版.北京：機械工業(yè)出版社，2009.3胡壽松.自動控制原理M，第6版.北京：科學出版社，20134辜承林、陳喬夫.電機學M，第3版.湖北武漢：華中科技大學出版社，2010.5阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)M,第4版.北 京：機械工業(yè)出版社,20