交直流调速系统设计课程设计(河南工程)
交直流调速系统课程设计任务书
交直流调速系统课程设计指导书一、课程设计大纲适用专业：电气自动化、电气工程及其自动化总学时：2周1.课程设计的目的课程设计室本课程教学中极为重要的实践性教学环节，它不但起着提高本课程教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过度到实践的桥梁作用。
因此，必须认真组织，周密布置，积极实施，以期达到下述教学目的：（1）通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程设计方面的基本知识、基础理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。
（2）通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。
（3）通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。
2.课程设计的要求（1）根据设计课题的技术指标和给定条件，在教师指导下，能够独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。
（2）要求掌握交直流调速系统的设计内容、方法和步骤。
（3）要求会查阅有关参考资料和手册等。
（4）要求学会选择有关元件和参数。
（5）要求学会绘制有关电气系统图和编制元件明细表。
（6）要求学会编写设计说明书。
3.课程设计的程序和内容（1）学生分组、布置题目。
首先将学生按学习成绩、工作能力和平时表现分成若干小组，每小组按优、中、差合理搭配，然后下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。
（2）熟悉题目、收集资料。
设计开始，每个学生应按教师下达的具体题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集相关资料，包括参考书、手册和图表等，为设计工作做好准备。
（3）总体设计。
正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。
（4）主电路设计。
按选定的系统方案，确定系统主电路形式，画出主电路及相关保护、操作电路原理图，并完成主电路的元件计算和选择任务。
交直流调速课程设计
交直流调速课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握交直流调速的基本原理和应用，了解调速系统的组成部分、工作原理以及各种调速方法的优缺点。
知识目标包括：了解交直流调速的基本概念、掌握调速系统的运行原理、了解各种调速方法的特点。
技能目标包括：能够分析调速系统的运行状态、能够选择合适的调速方法、能够进行调速系统的参数设置。
情感态度价值观目标包括：培养学生对调速技术的兴趣、使学生认识到调速技术在实际工程中的应用价值。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括交直流调速的基本原理、调速系统的组成部分、各种调速方法的特点及应用。
首先，介绍交直流调速的基本概念，使学生了解调速技术的基本原理。
其次，讲解调速系统的组成部分，包括电动机、控制器、传动装置等，使学生了解调速系统的工作原理。
然后，介绍各种调速方法，包括电压调速、电流调速、频率调速等，分析各种方法的优缺点及适用范围。
最后，通过实际案例使学生了解调速技术在工程中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本节课采用多种教学方法相结合的方式。
首先，采用讲授法，为学生讲解交直流调速的基本原理和各种调速方法的特点。
其次，采用讨论法，引导学生探讨各种调速方法的优缺点及适用范围。
然后，采用案例分析法，分析调速技术在实际工程中的应用案例。
最后，采用实验法，学生进行调速系统的实验操作，使学生更好地理解调速技术的实际应用。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课准备了一系列教学资源。
教材方面，选用我国权威出版的《交直流调速》教材，为学生提供系统的理论知识。
参考书方面，推荐学生阅读《调速技术及其应用》等书籍，以拓宽知识面。
多媒体资料方面，制作了详细的PPT课件，为学生提供直观的学习资料。
实验设备方面，准备了调速系统实验装置，为学生提供动手实践的机会。
通过这些教学资源，丰富学生的学习体验，提高学生的学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
交直流调速控制系统课程设计
交直流调速控制系统课程设计一、设计题目根据给定的交直流调速器的接线图，设计交直流调速控制系统。
该系统需要能够实现交、直流电机的自动切换，并且可以通过手动控制实现交直流电机的调速控制。
二、设计要求1.设计的系统需要能够实现交、直流电机的自动切换；2.设计的系统需要能够通过手动控制实现交直流电机的调速控制；3.设计的系统需要考虑到系统的可靠性，应该有完备的保护措施；4.设计的系统需要符合安全生产要求。
三、设计方案1. 系统框图设计的系统框图如下：graph TD;A[电源] --> B[交直流电机];C[自动切换] --> B;D[手动控制] --> B;E[保护措施] --> B;F[传感器] --> B;2. 自动切换电路自动切换电路自动切换电路自动切换电路根据接线图可以发现，通电后，AC电源会接通K2的线圈，使得K2闭合，从而使得交流电机M1启动。
同时，交流电机M1的运动状态会给F1传感器反馈，F1的反馈信号传输到自动切换电路，再反馈给K1，使得K1断开。
当交流电路断开后，直流电机M2接通。
3. 手动控制电路手动控制电路手动控制电路手动控制电路根据接线图可以得到，当S1接通后，交流电机M1会启动。
当S1断开后，直流电机M2接通。
同时，当S2接通时，控制电压施加到M1的SCR，从而实现调速控制。
4. 保护措施电路保护措施电路保护措施电路保护措施电路当交、直流电机出现异常时，继电器K3会自动断开，使得电源断开，并且会给出警示信号。
四、设计实现根据上述设计方案，可以实现交直流调速控制系统，具体实现方案如下：1.按照系统框图连接好各个电路；2.安装交、直流电机和传感器，并调试好传感器的灵敏度；3.通电后，观察各个电路的运行状态，确保各个部分电路都正常工作；4.进行手动控制和自动切换测试，并观察各个部分的运行状态；5.对整个系统进行综合测试，确保系统能够正常工作；6.完成保护措施电路的安装和调试；7.对整个系统进行运行测试，保证系统的可靠性和安全。
《交直流调速系统系统课程设计》
《交直流调速系统》课程设计一、性质和目的自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。
二、设计内容1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。
2.主要内容包括：（１）根据任务书要求确定总体设计方案（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；（３）控制回路设计：控制方案的选择、控制器设计（４）保护电路的选择和设计（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点3.编写详细的课程设计说明书一份。
三、设计内容与要求1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。
2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。
3.掌握触发控制电路的设计选型方法。
４.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
５.掌握绘制系统电路图绘制方法。
６.掌握说明书的书写方法。
四、对设计成品的要求1.图纸的要求：1）图纸要符合国家电气工程制图标准；2）图纸大小规格化（例如：1＃图，2＃图）；3）布局合理、美观。
2.对设计说明书的要求1）说明书中应包括如下内容①目录②课题设计任务书；③调速方案的论证分析（至少有两种方案，从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择；④所要完成的设计内容⑤变压器的接线方式确定和选型；⑥主电路元器件的选型计算过程及结果；⑦控制电路、保护电路的选型和设计；⑧调速系统的总结线图系统电路设计及结果。
2）说明书的书写要求①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。
②字迹工整；书写整齐，使用统一规定的说明书用纸。
③图和表格不能徒手绘制。
④附参考资料说明。
《交直流调速系统》课程设计任务书一、课程设计的主要任务（一）系统各环节选型 1、主回路方案确定。
2、控制回路选择：变频器、给定器、调节放大器、触发器、稳压电源、电流截止环节，调节器的限幅值路、电流、电压检测环节（须对以上环节画出线路图，说明其原理）。
交直流调速控制系统教学设计 (2)
交直流调速控制系统教学设计一、教学目标本教学设计旨在使学生掌握交直流调速控制系统的基本原理、特点及其在工业自动化中的应用；了解各类调速控制器的结构、性能与选型方法；掌握感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速方法及应用。
二、教学内容1. 交直流调速控制系统基本概念和原理1.交直流调速控制系统的基本构成和概念2.交直流调速控制系统的工作原理及特点2. 调速控制器的结构和特点1.调速控制器的分类及性能指标2.调速控制器的基本结构和原理3.调速控制器的选型方法3. 电动机调速控制方法1.感应电动机的调速方法及应用2.永磁同步电动机的调速方法及应用3.直流电动机的调速方法及应用4. 实验操作1.交直流调速控制系统的基本操作2.感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速实验三、教学方法1.理论讲授2.实验操作四、教学评价1.各章节学习笔记2.实验报告及操作记录3.期末考试五、教学进度安排章节教学内容时间第一章交直流调速控制系统基本概念和原理2学时第二章调速控制器的结构和特点4学时第三章电动机调速控制方法6学时第四章实验操作8学时总计20学时六、教学资源准备1.PPT课件2.实验器材和材料3.相关教材和参考资料七、教学考核标准1.期末考试成绩占60%2.学习笔记和实验报告占30%3.上机操作成绩占10%八、总结本教学设计旨在使学生熟悉交直流调速控制系统的基本原理和工作原理，了解调速控制器的结构、性能与选型方法，掌握感应电动机、永磁同步电动机和直流电动机的调速方法及应用，通过实验操作巩固理论知识，提高学生动手实践能力。
此外，通过学习笔记和实验报告等形式，加强学生对所学内容的掌握和理解。
交直交变频调速系统
河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称：电力电子应用技术课题名称：交直交变频调速系统系部名称：自动控制系专业班级：电气自动化技术093姓名：学号：目录一、电路原理图及波形图二、系统的工作原理三、观察现象并分析四、心得体会五、参考文献一电路原理图主电路控制电路SPWM正弦脉宽调制控制电路波形图用示波器测三角发生器处的波形XYU/V440--2.850μs 80μswt可看出三角波并不是规则的波形，周期是80μs，而上下的幅值却是不一样的。
用示波器测2、3、4处的波形如下：501001502005010015020010ms20ms30ms40ms1830--------183--XYU 可以看出，2,3，4处的波形是幅值电压183V ，周期20ms ，相差120度正弦波形。
用示波器测6,7,8处的波形如下：60120U/V YX 40Hz20Hz Wt可以看出，6,7,8处得波形是幅值为120V ，周期40Hz ，等幅不等宽的脉冲波形。
二 系统的工作原理1.主电路工作原理由主电路原理图可知，交直交变频调速系统一般分为整流电路，滤波电路,控制电路，逆变电路。
●整流电路整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。
整流电路一般都是单独的一块整流模块●滤波电路在交流电源转换直流电源后，电路会有电压波动，为抑制电压的波动，采用简单的电容滤波。
●逆变电路逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压装换为所要频率的交流电压。
2.控制电路的工作原理脉宽调制技术简称PWM ，PWM 控制技术就是控制半导体开关元件的导通和关断时间比，即调节脉冲宽度或周期来控制输出电压的一种控制技术。
PWM 常用于电压型逆变器，它可以消除或减小低次谐波，滤波器的体积可减小，有利于小型化和降低成本，这个控制电路采用的是常用的正弦波脉宽调制技术（SPWM ）。
正弦波脉宽调制分单极性和双极性脉宽调制，它使每一个输出 矩形波的面积与对应的正弦波电压的面积呈正比，获得等幅不等宽的正负脉冲列，这样的逆变器输出的电压波形就与正弦基波电压接近。
直流调速系统课程设计摘要
直流调速系统课程设计摘要一、课程目标知识目标：1. 学生能理解直流调速系统的基本原理，掌握其组成部分及功能。
2. 学生能掌握直流调速系统中速度反馈、电流反馈等基本控制环节的工作原理。
3. 学生了解不同类型直流电动机的调速方法，并能分析其优缺点。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的直流调速系统电路。
2. 学生能够通过实验，观察并分析直流调速系统在不同参数下的性能变化。
3. 学生能够熟练使用相关仪器设备进行实验操作，掌握实验数据的处理方法。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电气工程领域的学习兴趣，增强对工程技术应用的认知。
2. 学生培养团队协作精神，提高沟通与交流能力。
3. 学生树立安全意识，养成严谨的科学态度，注重环境保护。
课程性质：本课程为电气工程及其自动化专业本科课程，旨在帮助学生掌握直流调速系统的基本原理、设计和应用。
学生特点：学生已具备一定的电路原理和电机控制基础知识，具有较强的动手能力和探究精神。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，通过课堂讲解、实验操作、课后巩固等环节，提高学生的知识水平和实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 直流调速系统原理及组成- 直流电动机调速原理- 直流调速系统的组成部分及其功能- 速度反馈与电流反馈在调速系统中的作用2. 直流电动机调速方法- 晶闸管直流调速系统- 闭环直流调速系统- 不同调速方法的优缺点分析3. 直流调速系统电路设计- 速度反馈环节设计- 电流反馈环节设计- 调速系统电路连接与调试4. 直流调速系统性能分析- 系统稳定性分析- 负载扰动对系统性能的影响- 参数调整对系统性能的影响5. 实验教学- 直流调速系统实验操作方法- 实验数据的采集与处理- 实验结果分析及报告撰写教学内容安排与进度：第一周：直流调速系统原理及组成第二周：直流电动机调速方法第三周：直流调速系统电路设计第四周：直流调速系统性能分析第五周：实验教学（含实验报告撰写）教材章节及内容关联：第一章：电气传动控制系统概述第二章：直流电动机及其调速原理第三章：闭环控制系统的组成与设计第四章：直流调速系统性能分析第五章：直流调速系统实验教学内容根据课程目标和教学要求，结合教材章节进行科学性和系统性的组织，确保学生能够循序渐进地掌握直流调速系统的相关知识。
《交直流调速系统系统课程设计》
《交直流调速系统》课程设计一、性质和目的自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。
二、设计内容1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。
2.主要内容包括：（１）根据任务书要求确定总体设计方案（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；（３）控制回路设计：控制方案的选择、控制器设计（４）保护电路的选择和设计（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点3.编写详细的课程设计说明书一份。
三、设计内容与要求1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。
2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。
3.掌握触发控制电路的设计选型方法。
４.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。
５.掌握绘制系统电路图绘制方法。
６.掌握说明书的书写方法。
四、对设计成品的要求1.图纸的要求：1）图纸要符合国家电气工程制图标准；2）图纸大小规格化（例如：1＃图，2＃图）；3）布局合理、美观。
2.对设计说明书的要求1）说明书中应包括如下内容①目录②课题设计任务书；③调速方案的论证分析（至少有两种方案，从经济性能和技术性能方面进行分析论证）和选择；④所要完成的设计内容⑤变压器的接线方式确定和选型；⑥主电路元器件的选型计算过程及结果；⑦控制电路、保护电路的选型和设计；⑧调速系统的总结线图系统电路设计及结果。
2）说明书的书写要求①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。
②字迹工整；书写整齐，使用统一规定的说明书用纸。
③图和表格不能徒手绘制。
④附参考资料说明。
《交直流调速系统》课程设计任务书一、课程设计的主要任务 （一）系统各环节选型 1、主回路方案确定。
2、控制回路选择：变频器、给定器、调节放大器、触发器、稳压电源、电流截止环节，调节器的限幅值路、电流、电压检测环节（须对以上环节画出线路图，说明其原理）。
交直流调速系统实验课 程 教 案
课程教案课程名称：交直流调速系统实验任课教师：张振飞所属院部：电气与信息工程学院教学班级：自动化1401-1404班、自动化卓越1401 教学时间：2016—2017学年第二学期湖南工学院课程基本信息1 实验一、晶闸管直流调速系统主要单元的调试一、本次课主要内容1、速度调节器的调试。
2、电流调节器的调试。
二、教学目的与要求1、熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2、掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法三、教学重点难点1、重点是调试步骤和方法的掌握。
2、难点是对PI动态特性的理解。
四、教学方法和手段课堂讲授、提问、讨论、演示、实际操作等。
五、作业与习题布置撰写实验报告2一、实验目的(1)熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
(2)掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件三、实验内容(1)速度调节器的调试(2)电流调节器的调试四、实验方法将DJK04挂件的十芯电源线与控制屏连接，打开电源开关，即可以开始实验。
(1)速度调节器的调试①调节器调零将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地，再将DJK08中的可调电阻120K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端，用导线将“5”、“6”短接，使“速度调节器”成为P (比例)调节器。
调节面板上的调零电位器RP3，用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出，使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值3 把“5”、“6”短接线去掉，将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端，使调节器成为PI (比例积分)调节器，然后将DJK04的给定输出端接到速度调节器的“3”端，当加一定的正给定时，调整负限幅电位器RP2，观察输出负电压的变化，当调节器输入端加负给定时，调整正限幅电位器RP1，观察调节器输出正电压的变化。
③测定输入输出特性再将反馈网络中的电容短接（将“5”、“6”端短接），使速度调节器为P（比例）调节器，在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压，测出相应的输出电压，直至输出限幅，并画出曲线。
交直流调速系统设计课程设计河南工程
交直流调速系统设计课程设计河南工程The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING实训报告题目 __交直流调速系统的设计学生姓名专业班级学号系（部）指导教师(职称)完成时间2014年 1月 2日实训报告评语一、实训期间个人表现□1.尊敬师长，团结他人，能吃苦耐劳。
□2.在现场能坚持不迟到，不早退，勤奋学习。
□3.出现少于3次迟到和早退现象，表现一般。
□4.能主动向指导老师提问，能积极做好各项设计任务。
□5.在实训中能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识。
二、实训报告内容完成质量□1.能按时完成报告内容等实训成果资料，无任务遗漏。
□2.能按时完成报告内容等实训成果资料，有少许任务遗漏。
□3.不能按时完成报告内容等实训成果资料，有多处任务遗漏。
□4.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能紧密联系，认识体会深刻，起到了实训的作用。
□5.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能较紧密联系，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□6.条理清晰，书写较规范工整，报告内容全面，主要内容阐述较详细，能体现实训工作过程，能与专业相关知识联系起来，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□7.条理较清晰，书写较规范工整，报告内容较全面，主要内容阐述较详细，能体现实训过程中的相关工作，与专业相关知识不能紧密联系，认识体会不太深刻，基本起到了实训的作用。
□8.内容有雷同现象。
三、成绩不合格原因□1.实训期间旷课超过3次。
□2.报告有严重抄袭现象。
□3.未同时上交实训报告。
四、需要改进之处□1.进一步端正实训态度。
□2.加强报告书写的规范化训练，对主要内容要加强理解。
交直流调速课程设计教学大纲
《交直流调速控制系统课程设计》教学大纲课程编码：060451010 2周/ 4学分一、大纲说明（一）适用专业：电气工程及其自动化专业（二）课程设计性质：必修（三）主要先修课程和后续课程1、先修课程：电机学、交直流调速控制系统2、后续课程：电力系统分析、发电厂电气部分、新能源与分布式发电、毕业设计（四）适用教学计划版本适用于2017教学计划版本二、课程设计目的及基本要求设计目的：本课程设计是电气工程及其自动化专业的重要实践性课程，是学习完DSP技术、交直流调速控制系统课程后进行的一次全面的综合实践训练。
通过本课程设计，使学生了解现代运动控制技术领域的基本设计方法，利用MATLAB软件完成直流调速系统及变压变频交流调速系统仿真，并在实验室电机调速平台上完成单闭环、双闭环和逻辑无环流PWM直流调速系统参数测定及性能研究；完成交流调速与加载的相关测试；将理论与实践有效结合，巩固加深并扩展所学理论知识，增加工程实践知识，培养综合设计能力，为将来从事电机控制系统设计工作提供必要的准备和训练。
基本要求：（1）学生根据任务书的要求，参考相关资料独立完成；（2）小组长组织小组讨论并制定出设计方案；（3）每人写一份设计报告；（4）最后进行设计答辩。
三、课程设计内容及安排设计内容：学习MATLAB软件，完成电机调速系统仿真模型搭建，修正调节器参数，完成直流调速系统及变压变频交流调速系统仿真设计。
在直流调速系统平台完成单闭环、双闭环和逻辑无环流PWM 直流调速系统参数测定及性能研究。
在电机调速与加载综合实验平台，完成交流调速与加载的相关测试。
题目可从教师指定的参考题目中选取,也可自由选题，鼓励有创新性的题目或是在已知题目的基础上进行创新。
课程设计综合题目可以根据题目的难度不同由小组合作完成,每个小组1—4人。
时间安排为二周。
安排：第1周：1布置课程设计题目及任务，查找文献、资料，确立设计方案。
2学习MATLAB软件，完成电机调速系统仿真模型搭建，修正调节器参数，完成直流调速系统及变压变频交流调速系统仿真设计。
交直流调速课程设计
交直流调速课程设计交直流调速系统课程设计说明书系部：电气与信息工程学院学生姓名: 欧阳志东指导教师：专业：自动化班级：自本1001完成时间：2012年11月08日目录第一章串级调速原理与主电路设计 (IV)1.1串级调速原理: (IV)1.2晶闸管串级调速系统主电路设计 (VIII)1.3异步电动机串级调速系统的转子整流电路 (IX)1.4异步电动机串级调速系统的逆变电路 (X)第二章调速系统主电路的参数计算与器件选择 (XI)2.1电动机基本参数和调速要求 (XI)2.2逆变变压器的选择 (XIV)2.3硅整流元件及晶闸管的选择 (XIV)2.4平波电抗器的选择..................................................................... X V2.5主电路保护................................................................................. X V2.5.1过电流保护 ................................................................. X V2.5.2 过电压保护 (XVI)第三章控制电路设计与系统参数计算 (XVIII)3.1控制电路组成 (XVIII)3.2控制系统的参数计算推导 (XIX)3.2.1电流环的设计及其参数计算推导 (XIX)3.2.2速度环的设计及其参数计算推导............................. X X3.2.4双闭环系统动态参数计算...................................... X XII 第四章串级调速系统的建模 .................................................................. X XV4.1 直流调速函数的确立 ................................................................... X XV4.1.1直流电路传递函数 .................................................. X XV4.1.2电动机的传递函数 (XXVI)4.1.3电流环的设计及其传递函数 (XXVIII)4.1.4速度环的设计及其传递函数 (XXIX)4.1.5系统动态结构图 ...................................................... X XX4.2系统的调速特性分析 (XXXI)第一章 串级调速原理与主电路设计1.1串级调速原理:异步电动机运行时其转子相电动势为：r r E sE = （1-1）式中 s-----异步电机的转差率；0r E ----绕线转子异步电机在转子不动时的相电动势，或称转子开路电动势，也就是转子额定相电压值。
直流调速系统课程设计任务书
直流调速系统课程设计任务书《电力拖动与运动控制系统》课程设计任务书2014-2015第2学期设计专题题目：双闭环直流调速系统的设计一、课程设计的目的课程设计是教学计划规定的一个重要教学环节，是一个综合运用所学知识解决工程实际问题的过程。
本课程设计不仅需要控制理论、硬件设计、程序设计等方面的基础知识，而且还需要具备一定的生产工艺知识。
设计包括明确控制系统要求、系统总体方案设计、系统仿真、硬件系统设计、控制软件的设计等，以便使学生掌握计算机控制系统设计的总体思路和方法。
课程设计需要提供设计报告，通过提交设计报告提高学生们编写报告的水平。
二、设计内容和要求直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用，虽然交流电机得到了越来越多的使用，但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。
针对附录中提供的直流电机参数，进行直流电机调速系统的设计。
要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行，具体设计内容如下：1. 绪论介绍直流调速在工业生产中的应用及直流调速理论的发展，通过调查市场上的直流调速产品，了解目前直流调速产品的结构与功能。
2. 直流调速系统的主电路设计(1) 根据提供的直流电动机参数，选择相应的主电路形式，主电路主要采用两种形式：基于H桥的直流脉宽调速系统、晶闸管—电动机直流调速系统。
(2) 根据附录中所提供的直流电机参数和选择的主电路形式，对主电路中的功率器件进行型号选择，并要求给出选择依据；(3) 根据选择的主电路拓扑结构所采用的电力电子器件，设计或选择电力电子器件的驱动电路。
要求给出所设计或选择的晶闸管触发电路、全控型器件IGBT驱动电路的原理图，并对驱动电路的原理简要说明。
(4) 根据系统控制要求，选择相应的电压、电流和温度等传感器，要求给出具体型号；(5) 要求在主回路设计中需给出相应的保护及缓冲电路；3. 直流调速系统的控制理论(1) 给出双闭环直流调速系统的动态结构框图，掌握双闭环直流调速系统的起动过程与特点；(2) 根据提供的直流电动机参数和所设计的电力电子变换环节参数，确定动态结构框图各环节的具体参数；(3) 运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计，要求必须给出限幅的具体参数及依据，以表格的形式总结所设计的转速调节器、电流调节器的参数；(4) 利用Protel软件绘制带有内外限幅的PI调节器的模拟电路图，要求根据设计的PI调节器参数确定调节器中电阻和电容的参数；(5) 给出确定各环节参数后的直流调速系统完整结构框图。
双闭环直流调速系统,河南工程学院,2017.12教材
河南工程学院课程设计十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计学生姓名：杰哥学院：电气信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化专业课程：自动控制系统指导教师：河南工程学院2017 年12月01日课程设计成绩评定标准及成绩等级：评阅人：职称：日期：年月日目录摘要 (5)1 设计内容 (6)1.1技术数据 (6)1.2调速方案的选择 (6)1.2.1 直流电动机的选择 (6)1.2.2 电动机供电方案的选择 (6)1.2.3 系统的结构选择 (7)1.2.4 直流调速系统的总体结构框图 (7)2 主电路的计算 (8)2.1 整流变压器的计算 (8)2.1.1 整流变压器二次侧电压计算 (8)2.1.2 一次、二次侧电流计算 (8)2.1.3 变压器容量的计算 (8)2.2 晶闸管元件的选择 (9)2.3 晶闸管保护环节的计算 (9)2.4 平波电抗器的计算 (11)3 触发电路的选择与校验 (12)4 控制电路的计算 (13)4.1 给定电源和给定环节的设计 (13)4.2 转速检测环节和电流检测环节的设计与计算、调速系统的静态参数设计 (13)5 双闭环直流调速系统的动态设计 (14)5.1电流调节器的设计 (14)5.2 转速调节器的设计 (15)6 系统的MATLAB仿真及数据分析 (16)6.1 开环仿真结果及分析 (16)6.2 单闭环仿真结果及分析 (17)6.3 转速双闭环调速系统 (18)结束语 (21)参考文献 (22)附录 (23)摘要转速、电流双闭环控制直流调速系统的性能好，具有调速范围广、精度高、双闭环调速系统设置了两个调节器，即转速调节器和电流调节器，分别调节转速和电流。
本文对直流双闭环调速系统的设计进行分析，对直流双闭环调速系统的原理进行一些说明，介绍了其主电路计算，参数选定，触发电路的选择与校验，控制电路设计计算，以及双闭环直流调速系统的动态设计，而且利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，根据双闭环直流调速系统原理图, 分析了转速调节器、电流调节器的作用, 并通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形，并对得到的波形进行分析。
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HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 实训报告题目__交直流调速系统的设计学生姓名专业班级学号系（部）指导教师(职称)完成时间2014年 1月 2日实训报告评语一、实训期间个人表现□1.尊敬师长，团结他人，能吃苦耐劳。
□2.在现场能坚持不迟到，不早退，勤奋学习。
□3.出现少于3次迟到和早退现象，表现一般。
□4.能主动向指导老师提问，能积极做好各项设计任务。
□5.在实训中能灵活运用相关专业知识，有较强的创新意识。
二、实训报告内容完成质量□1.能按时完成报告内容等实训成果资料，无任务遗漏。
□2.能按时完成报告内容等实训成果资料，有少许任务遗漏。
□3.不能按时完成报告内容等实训成果资料，有多处任务遗漏。
□4.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能紧密联系，认识体会深刻，起到了实训的作用。
□5.条理清晰，书写规范工整，图文并茂，报告内容全面，主要内容阐述详细，能体现实训过程中做了大量工作，与专业相关知识能较紧密联系，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□6.条理清晰，书写较规范工整，报告内容全面，主要内容阐述较详细，能体现实训工作过程，能与专业相关知识联系起来，认识体会较深刻，起到了实训的作用。
□7.条理较清晰，书写较规范工整，报告内容较全面，主要内容阐述较详细，能体现实训过程中的相关工作，与专业相关知识不能紧密联系，认识体会不太深刻，基本起到了实训的作用。
□8.内容有雷同现象。
三、成绩不合格原因□1.实训期间旷课超过3次。
□2.报告有严重抄袭现象。
□3.未同时上交实训报告。
四、需要改进之处□1.进一步端正实训态度。
□2.加强报告书写的规范化训练，对主要内容要加强理解。
□3.加强相关专业知识的学习，深刻理解各设计步骤具体的要求。
五、其他说明等级：评阅人：职称：讲师年月日目录第1章设计目的和要求 (4)1.1 设计的题目及给定的相关资料 (4)1.2课程设计的目的 (4)1.3设计的要求 (5)第2章方案的选择 (6)2.1 调速的方案选择 (6)2.1.1 直流电动机的选择 (6)2.1.2 电动机供电方案的选择 (6)2.2系统的结构选择 (7)第3章主电路设计与参数计算 (8)3.1整流变压器计算 (8)3.2整流器件计算 (9)3.3 平波电抗器的计算 (11)3.4 触发电路的选择与校验 (12)第4章双闭环直流调速系统的动态设计 (14)4.1电流环(ACR)的设计 (14)4.2 转速环（ASR）设计 (15)第5章系统的MATLAB/SIMULINK仿真 (17)5.1 系统的建模与参数设置 (17)5.2 系统仿真结果的输出及结果分析 (18)总结 (22)参考文献 (23)摘要本文所论述的是十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计，做的是第6组数据的设计，通过对开环、单闭环以及双闭环的数学和物理模型的电路设计，调速方案的方案选定，主电路计算，参数选定，触发电路的选择与校验，控制电路设计计算，以及双闭环直流调速系统的动态设计，最后用MATLAB/SIMULINK仿真，得出仿真结果，根据双闭环直流调速系统原理图, 分析了转速调节器、电流调节器的作用, 并通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形。
并对得到的波形进行分析。
关键词：直流调速调速，转速和电流调节器, MATLAB/SIMULINK仿真第1章设计目的和要求1.1 设计的题目及给定的相关资料在冶金工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，连轧是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法，连轧机则是冶金行业的大型设备。
其主要特点是被扎金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制，最终形成一定的断面形状。
每个机架的上下轧辊共用一台电机实行集中拖动，不同机架采用不同电机实行部分传动，各机架轧辊之间的速度实现协调控制。
本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成10个部分，各部分电动机参数如下表。
1.2课程设计的目的1、通过课程设计，进一步巩固、深化和扩充在直流调速及相关课程方面的基础知识、基本理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。
2、通过课程设计，独立完成一项直流调速系统课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。
3、通过课程设计，使熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养我们工程绘图和编写设计说明的目的，为我们今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。
1.3设计的要求（1）电枢回路总电阻取a R R 2=；总飞轮力矩225.2a GD GD =(2)其它参数可参考教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。
（3）要求：调速范围D=10,静差率%5≤s ；稳态无静差，电流超调量%5≤i σ， 空载起动到额定转速时%10≤n σ。
（4）要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。
（5）要求触发脉冲有故障封锁能力。
（6）要求对拖动系统设置给定积分器第2章方案的选择2.1 调速的方案选择调速选泽包括以下几种：直流电动机的选择、电动机供电方案的选择、系统的结构选择、确定直流调速系统的总体结构原理框图及仿真图。
2.1.1直流电动机的选择根据任务的安排，我们组分的是第六台机架连轧机，此机架连轧的电动机的型号是Z2-71，其个数据为表2.1表2.1第6组电机参数表2.1.2电动机供电方案的选择变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。
旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。
静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发U，从而实现平滑调速，且控装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变d制作用快速性能好，提高系统动态性能。
直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。
根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。
在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压Ud。
由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。
考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。
因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。
并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。
而且工作可靠，能耗小，效率高。
同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。
综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。
采用双闭环调速系统，可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。
采用转速电流双闭环调速系统，在系统中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良好的静、动态性能。
I时表现为转速无静差，这时，转速双闭环调速系统的静特性在负载电流小于dN负反馈起主调作用，系统表现为电流无静差。
得到过电流的自动保护。
显然静特性优于单闭环系统。
在动态性能方面，双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。
2.2系统的结构选择选择的双闭环的原理框图为：第3章 主电路设计与参数计算3.1整流变压器计算1、二次电压计算电动机的额定电压为230V ，为保证供电质量，应采用三相降压变压器将电源电压降低；为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰，主变压器采用D/Y 联结。
U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。
选择过大又会造成延迟角α加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。
一般可按下式计算，即：2(1~1.2)NUV U U K b= （3-1） 式中N U 为电动机的额定电压，b 为电网波动系数，一般取0.90~0.95；UV K 为整流电压计算系数，(1～1.2)——考虑各种因数的安全系数；根据设计要求，采用公式： 取N U =230V, UV K =2.34，b=0.94 得2U =121.29V2、变压器一次、二次侧电流计算由表查得IV K =0.816, IL K =0.816考虑变压器励磁电流得：二次相电流I2的计算2IV dN I K I =式中，IV K 为二次相电流计算系数，dN I 为整流器额定直流电流等于电动机的最大额定电流N I 得2I =0.816*61=49.776A 一次相电流I1的计算1IL NK I I K=式中，电压比K=U1/U2=380/121.29=3.13, N I =61 得1I =0.816*61/3.13=15.9A3、变压器容量的计算1111I U m S =2222I U m S =；)(2121S S S +⨯=；式中21,m m --一次侧与二次侧绕组的相数； 由表查得3,321==m m1111I U m S ==3×380×15.9=18.13KVA2222I U m S ==3×121.29×49.776=18.11 KVA )(2121S S S +⨯==1/2（18.13+18.11）=18.12KVA取S=18.12KVA3.2整流器件计算3.2.1．晶闸管的选择晶闸管实际承受的最大峰值电压TN U ，乘以（2～3）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压TN U ，即TN U =（2～3）2NT K U整流电路形式为三相全控桥，查表得UT K =2.45，则TN U =2.6*2.45*121.29=772.62v1、晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值TN I 大于实际流过管子电流最大有效值T I ，即TN I =1.57)(AV T I >T I 或 )(AV T I >57.1TI =57.1T I dd I I =K d I 考虑（1.5～2）倍的裕量d AV T KI I )2~5.1()(=式中K=T I /（1.57d I ）--电流计算系数。