电力电子课程设计--单闭环直流电机控制系统设计
单闭环直流调速系统
单闭环直流调速系统是一种常见的控制系统，用于控制直流电机的转速。
以下是单闭环直流调速系统的基本组成和工作原理：
基本组成：
1. 直流电机：负责将电能转换为机械能。
2. 编码器或传感器：用于测量电机的实际转速。
3. 控制器：通常使用PID控制器，根据实际转速和设定转速之间的误差进行调节。
4. 功率放大器：将控制器输出的信号放大后送至电机，控制电机的转速。
工作原理：
1. 测量阶段：编码器或传感器测量电机的实际转速，并将这个信息反馈给控制器。
2. 比较阶段：控制器将实际转速与设定的目标转速进行比较，计算出误差值。
3. 控制阶段：根据误差值，控制器通过PID算法计算出控制信号，控制电机的转速。
4. 执行阶段：功率放大器根据控制信号控制电机的转速，使实际转速逐渐接近设定转速。
调速过程：
-如果实际转速低于设定转速，控制器会增加电机的供电，使电机加速。
-如果实际转速高于设定转速，控制器会减小电机的供电，使电机减速。
-控制器通过不断地调整电机的供电，使得实际转速稳定在设定的目标转速附近。
通过单闭环直流调速系统，可以实现对直流电机转速的精确控制，广泛应用于工业生产中的传动系统、自动化设备等领域。
单闭环直流调速系统课程设计
综合课程设计说明书题目：单闭环直流调速系统的设计与Matlab仿真（一）学院：机电与汽车工程学院专业班级：电气工程与自动化专业（1）班姓名：学号： 07240113指导教师：目录第一章概述 (2)第二章调速控制系统的性能指标 (3)2.1 直流电动机工作原理 (4)2.2 电动机调速指标 (4)2.3 直流电动机的调速 (5)2.4 直流电机的机械特性 (5)第三章单闭环直流电动机系统 (6)3.1 V-M系统简介 (6)3.2 闭环调速系统的组成及静特性 (7)3.3反馈控制规律 (8)3.4 主要部件 (9)3.5 稳定条件 (11)3.6 稳态抗扰误差分析 (12)第四章单闭环直流调速系统的设计及仿真 (14)4.1 参数设计 (14)4.2 参数计算及MATLAB仿真 (15)第五章总结 (24)参考文献第一章概述电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速，而用于完成这项功能的自动控制系统就被陈为调速系统。
目前调速系统分为交流调速和直流调速系统，由于直流调速系统的调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，因此在相当长的时间内，高性能的调速系统几乎都采用直流调速系统，但近年来，随着电子工业与技术的发展，高性能的交流调速系统也日趋广泛。
单闭环直流电机调速系统在现代生活中的应用越来越广泛，其良好的调速性能及低廉的价格越来越被大众接受。
单闭环直流电机调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、电动机-发动机、闭环控制系统等组成，我们可以通过改变晶闸管的控制角来调节转速，本文就单闭环直流调速系统的设计及仿真做以下介绍。
第二章调速控制系统的性能指标2.1 直流电动机工作原理一、直流电机的构成(1)定子：主磁极、换向磁极、机座、端盖、电刷装置；(2)转子：电枢铁芯、电枢绕组、换向装置、风扇、转轴；(3)气隙二、直流电机的励磁方式按励磁方式的不同，直流电机可分为他励、并励、串励和复励电动机四种。
单闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告
单闭环直流调速系统的设计与仿真实验报告摘要：本文基于基本原理和方法，设计和仿真了一个单闭环直流调速系统。
首先介绍了直流电机调速的基本原理，然后根据系统要求，设计了控制系统的结构和参数，包括PID控制器的参数调整方法。
接下来使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验，对系统的性能进行评估。
最后根据仿真结果对系统进行分析和总结，并提出了可能的改进方法。
关键词：直流电机调速、单闭环控制系统、PID控制器、仿真实验一、引言直流电机广泛应用于机械传动系统中，通过调节电机的电压和电流实现电机的调速。
在实际应用中，需要确保电机能够稳定运行，并满足给定的转速要求。
因此，设计一个高性能的直流调速系统至关重要。
本文基于单闭环控制系统的原理和方法，设计和仿真了一个直流调速系统。
首先介绍了直流电机调速的基本原理，然后根据系统要求，设计了控制系统的结构和参数，并采用PID控制器进行调节。
接着使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验，并对系统的性能进行评估。
最后根据仿真结果对系统进行分析和总结，并提出了可能的改进方法。
二、直流电机调速的基本原理直流电机调速是通过调节电机的电压和电流实现的。
电压变化可以改变电机的转速，而电流变化可以改变电机的转矩。
因此，通过改变电机的电压和电流可以实现电机的调速。
三、控制系统设计和参数调整根据系统的要求，设计一个单闭环控制系统，包括传感器、控制器和执行器。
传感器用于测量电机的转速，并将信息传递给控制器。
控制器根据测量的转速和给定的转速进行比较，并调节电机的电压和电流。
执行器根据控制器的输出信号来控制电机的电压和电流。
在本实验中，采用PID控制器进行调节。
PID控制器的输出信号由比例项、积分项和微分项组成，可以根据需要对各项参数进行调整。
调整PID控制器的参数可以使用试错法、频率响应法等方法。
四、系统仿真实验使用Matlab/Simulink软件进行系统仿真实验，建立直流调速系统的模型，并对系统进行性能评估。
直流电机控制课程设计
直流电机控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解直流电机的工作原理，掌握直流电机的基本结构及其功能。
2. 学生能掌握直流电机控制的基本方法，包括启动、调速、制动等。
3. 学生能了解并描述直流电机在自动化控制中的应用。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，进行简单的直流电机控制电路的设计与搭建。
2. 学生能通过实际操作，熟练使用相关仪器设备进行直流电机控制实验。
3. 学生能通过实验数据分析，解决直流电机控制过程中出现的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生对直流电机控制技术产生兴趣，培养探究精神和创新意识。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作能力和沟通表达能力。
3. 学生关注直流电机控制技术在现实生活中的应用，增强学以致用的意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求：1. 本课程为工程技术类课程，注重理论与实践相结合，强调学生的动手能力。
2. 学生为初中年级学生，具备一定的物理基础和动手操作能力，但对复杂电路和控制原理理解有限。
3. 教学要求以学生为主体，注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题。
二、教学内容1. 直流电机的工作原理与结构- 直流电机的组成及其功能- 直流电机的工作原理- 直流电机的类型及特点2. 直流电机控制方法- 直流电机的启动方法- 直流电机的调速方法- 直流电机的制动方法3. 直流电机控制电路设计与搭建- 控制电路元件的识别与选用- 控制电路的设计原理与步骤- 控制电路的搭建与调试4. 直流电机控制实验- 实验设备的使用与操作- 实验步骤与方法- 实验数据的收集与分析5. 直流电机控制技术应用- 直流电机控制技术在现实生活中的应用案例- 直流电机控制技术的未来发展教学内容安排与进度：第一课时：直流电机的工作原理与结构第二课时：直流电机控制方法第三课时：直流电机控制电路设计与搭建第四课时：直流电机控制实验第五课时：直流电机控制技术应用教材章节关联：教学内容与教材第二章“直流电机的原理与应用”相关联，涵盖直流电机的基本概念、原理、控制方法及其在实际中的应用。
单闭环直流调速系统课程设计
《单闭环直流调速系统课程设计》摘要：本课程设计旨在深入研究单闭环直流调速系统的原理、设计方法和实现技术。
通过对系统的理论分析和实际设计，掌握直流调速系统的基本特性和性能指标的优化方法。
课程设计包括系统的方案选择、参数计算、硬件电路设计、软件编程以及系统调试与性能测试等环节。
通过本次课程设计，培养学生的工程实践能力、创新思维和解决实际问题的能力，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。
一、概述直流调速系统在工业生产、交通运输、电力电子等领域具有广泛的应用。
它能够实现对直流电动机转速的精确控制，满足不同工况下对转速稳定性和调速精度的要求。
单闭环直流调速系统是一种常见的调速系统结构，具有简单可靠、性能稳定等优点。
本课程设计将围绕单闭环直流调速系统展开，深入探讨其设计与实现的相关技术。
二、单闭环直流调速系统的工作原理单闭环直流调速系统主要由直流电动机、转速反馈环节、放大器、触发器和晶闸管整流装置等组成。
其工作原理如下：转速反馈环节将直流电动机的实际转速转换为电信号反馈到放大器输入端，与给定转速信号进行比较，得到偏差信号。
放大器对偏差信号进行放大处理后，输出触发脉冲信号控制晶闸管整流装置的导通和关断，从而改变直流电动机的电枢电压，实现对电动机转速的调节。
通过转速反馈环节的作用，系统能够使电动机的实际转速跟随给定转速变化，保持系统的稳定性和良好的调速性能。
三、系统方案的选择在进行单闭环直流调速系统课程设计时，首先需要进行系统方案的选择。
根据设计要求和实际应用场景，可以选择不同的调速方案。
常见的方案有转速负反馈单闭环调速系统、电流负反馈单闭环调速系统等。
转速负反馈单闭环调速系统具有结构简单、稳定性好、调速范围广等优点，适用于大多数调速控制场合；电流负反馈单闭环调速系统则能够提高系统的动态性能，适用于对动态响应要求较高的系统。
在本课程设计中，选择转速负反馈单闭环调速系统作为设计方案。
四、系统参数的计算系统参数的计算是单闭环直流调速系统设计的重要环节。
直流电动机单闭环控制系统设计(自动控制原理课程设计)
第一章直流电动机基本控制电路1.1 基本电路图1-1直流电动机基本控制电路1.2 各器件参数电动机：额定数据为10KV，220V，55A，,1000r/m，电枢电阻R=0.5Ω晶闸管触发整流装置：三相桥式可控整流电路，整流变压器Y／Y 联结，二次线电压U21=230V，电压放大系数KA=44: V-M系统电枢回路总电阻R=1.0；测速发电机：永磁式，额定数据为23.1W,110V,0.21A,1900r/m；直流稳压电源±15V。
1.3 动态结构图及数学模型直流电动机数学模型的建立：他励直流电动机在额定励磁下的等效电路绘于图1-2，其中电枢回路总电阻R 和电感L 包含电力电子变换器内阻、电枢电阻和电感以及可能在主电路中接入的其他电阻和电感，规定的正方向如图所示。
假定主电路电流连续，则动态电压方程为(1-1)(1-1)忽略粘性摩擦及弹性转矩，电动机轴上的动力学方程为(1-2)额定励磁下的感应电动势和电磁转矩分别为 式中包括电动机空载转矩在内的负载转矩N.m 电力拖动系统折算到电动机轴上的飞轮惯量额定励磁下的电动机的转矩系数电枢回路电磁时间常数电力拖动系统机电时间常数直流电动机动态结构图：图1-2直流电动机动态结构框图的变换和简化直流电动机的基本电路的动态结构图及数学模型：图1-3 直流电动机的基本电路的动态结构图由图可见，反馈控制闭环直流调速系统的开环传递函数是（（（（1-3）式中设从给定输入作用上看，闭环直流调速系统的闭环传递函数是第二章系统的静态分析2.1静态时的性能指标：要求调速范围D=10，静差率s≦5%。
2.2计算调速系统的稳态参数：1）为满足调速系统的稳态性能指标，额定负载时的稳态速降应为2）求闭环系统应有的开环放大系数。
求闭环系统应有的开环放大系数。
则开环系统额定速降为闭环系统的开环放大系数应为3）计算转速反馈环节的反馈系数和参数。
转速反馈系数包含测速发电机的电动势系数和其输出电位器的分压系数，即根据测速发电机的额定数据，有试取。
单闭环直流课程设计
单闭环直流课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握单闭环直流调速系统的原理及运行特性，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解单闭环直流调速系统的组成及工作原理；（2）掌握调速系统的主要参数，如转速、电流、电压等；（3）熟悉调节器的作用和调节方法，以及如何实现系统的稳定运行。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析单闭环直流调速系统的工作特性；（2）具备调试和优化调速系统的能力；（3）学会使用相关仪器仪表进行系统参数的测量和分析。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对调速技术的兴趣，激发学生主动探究的热情；（2）培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力；（3）使学生认识到调速技术在现代工业中的重要地位，树立正确的职业观念。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.单闭环直流调速系统的组成及工作原理；2.调速系统的主要参数及其相互关系；3.调节器的作用和调节方法，以及如何实现系统的稳定运行；4.单闭环直流调速系统的运行特性分析；5.调速系统在实际工程中的应用案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行：1.讲授法：讲解单闭环直流调速系统的原理、运行特性以及调节方法；2.讨论法：学生针对实际工程案例进行讨论，培养学生的分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析调速系统在现代工业中的应用，使学生了解调速技术的重要性；4.实验法：安排学生进行调速系统的实验操作，提高学生的动手能力。
四、教学资源为了保证教学的顺利进行，教师需准备以下教学资源：1.教材：《电气传动自动化技术》；2.参考书：《直流调速系统及其应用》；3.多媒体资料：调速系统的原理动画、实验视频等；4.实验设备：单闭环直流调速系统实验装置。
通过以上教学资源的使用，为学生提供丰富多样的学习体验，提高教学质量。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解能力；2.作业：布置与本节课相关的练习题，要求学生在规定时间内完成，通过作业的完成情况评估学生的掌握程度；3.考试：安排一次课堂小测或期中期末考试，测试学生对单闭环直流调速系统知识的掌握情况。
电力电子课程设计--单闭环直流电机控制系统设计
课程设计课程名称电力电子技术课程设计课题名称单闭环直流电机控制系统设计专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师2012年 6 月15 日课程设计任务书课程名称：电力电子技术课程设计题目：单闭环直流电机控制系统设计专业班级：电气0991班学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2012年06 月3日设计完成日期2012年06月15日目录第一章系统方案确定 (7)1.1 控制原理 (7)1.2 控制结构图 (8)第二章主电路装置参数计算和保护 (9)2.1 变压器容量计算 (9)2.2 晶闸管的额定电压和额定电流确定 (10)2.3 电抗器的选择 (10)2.4 主电路设计原理图 (11)第三章整流装置的保护 (11)3.1 过电压保护 (11)3.2 过电流保护 (14)第四章控制电路设计 (15)4.1 转速调节器ASR (17)4.2 转速调节器ASR参数计算 (17)第五章系统实验、仿真及校正 (19)5.1 实验步骤 (19)5.2 仿真结果 (20)5.3 系统校正 (20)第六章总结与体会 (22)附录总电路图 (23)参考文献 (24)电气与信息工程系课程设计评分表 (25)第一章系统方案确定系统方案选择的原则是在满足生产机械工艺要求确保产品质量的前提下，力求投资少、效益高和操作方便。
根据设计要求，本单闭环直流电机调速系统采用三相桥式全控整流电路供电，选定转速为反馈量，采用调压调速方式，实现对直流电机的无极平滑调速。
所选用的直流电机型号及相关参数如下：电机型号：Z2-71额定参数：30kW 225V 158.5A 3000r/min1.1 控制原理设计原理图如图1所示：图1 单闭环直流调速系统原理图转速用与电动机同轴相连的测速电机产生的正比于转速的电压信号反馈到输入端，再与给定值比较，经放大环节产生控制电压，再通过电力电子变换器来调节电机回路电流，达到控制电机转速的目的。
这里，电压放大环节采用集成电路运算放大器实现，主电路用晶闸管可控整流器调节对电机的电源供给。
自动控制系统课程设计--晶闸管-直流电动机单闭环调速系统
《电力拖动自动控制系统》报告题目：晶闸管-直流电动机单闭环调速系统系别电气工程系班级本自动化092学号学生姓名指导老师2012年11月题目：晶闸管-直流电动机单闭环调速系统系统结构图：已知数据：直流电动机：额定功率18kw、额定电压220v、额定电流94A、额定转速1000r/min、电枢回路电阻1欧；机械部分的飞轮惯量：10N.m^2；电枢回路总电感0.017H；测速发电机：永磁式，额定功率23w、额定电压110v、额定电流0.21A、额定转速1900r/min；整流变压器：Y/Y联接，二次线电压230V；直流稳压电源：15V*其它相关数据：触发整流器放大倍数设为40；二、设计要求(1)调速范围D=20，静差率S 10(按S=10计算)(2)超调量小于（或等于）25%三、设计完后须提交(1) 设计说明书(含静态计算、稳定性判定；调节器的选取及参数计算等)(2) 系统的电路原理图；*(3) 系统的性能仿真(用MATLAB软件)控制结构图有了原理图之后，把各环节的静态参数用自控原理中的结构图表示，就得到了系统的稳态结构框图。
图3、单闭环直流调速系统稳态结构框图同理，用各环节的输入输出特性，即各环节的传递函数，表示成结构图形式，就得到了系统的动态结构框图。
由所学的相关课程知：放大环节可以看成纯比例环节，电力电子变换环节是一个时间常数很小的滞后环节，这里把它看作一阶惯性环节，而额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节。
所以，可以得到如下的框图：参数计算根据以上数据和稳态要求计算参数如下：取电机电枢电阻为0.5欧 1.为了满足D=20，s ≤10%，额定负载时调速系统的稳态速降为min /56.5min /)1.01(201.01000)1(r r s D s n n N cl =-⨯⨯≤-=∆2.根据cl n ∆，求出系统的开环放大系数 先计算电动机的电动势系数r V r Vn R I U C N a N N e min/173.0min/1000)5.094220(⋅=⨯-=-=则开环系统额定速降为min /35.543min /173.0194r r RI n ceN op =⨯==∆ 闭环系统的开环放大系数应为72.96172.97156.535.5431=-=-≥-∆∆=clop n n K3.计算测速反馈环节的放大系数和参数测速反馈系数α包含测速发电机的电动势转速比etg C 和电位器的分压系数2α，即α=2αetg C根据测速发电机数据，r V r Vetg min/0579.0min/1900110C ⋅==试取2.02=α，如测速发电机与主电动机直接联接，则在电动机最高转速成1000r/min 下，反馈电压为V V r C U etg n 58.1110000579.02.0min /10002=⨯⨯=⨯=α稳态时n U ∆很小，n n U U 只要略大于*即可，现有直流稳压电源为15V ，可以满足需要，因此所取的值是合适的。
单闭环直流课程设计
单闭环直流课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单闭环直流电路的基本概念、工作原理和数学模型；2. 掌握单闭环直流电路的数学分析方法，如等效电路、传递函数等；3. 了解单闭环直流电路在实际应用中的优势和局限性。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决实际单闭环直流电路问题的能力；2. 学会使用相关软件（如MATLAB、Multisim等）进行单闭环直流电路的仿真和调试；3. 提高学生的实验操作能力和团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单闭环直流电路及其应用的兴趣，激发学生的探究欲望；2. 引导学生树立正确的工程观念，认识到单闭环直流电路在实际应用中的重要性；3. 培养学生严谨、细致的科学态度，养成良好的学习习惯。
课程性质：本课程为电子技术专业课程，旨在帮助学生掌握单闭环直流电路的基本理论、分析方法和实际应用。
学生特点：学生已具备一定的电子技术基础，具有一定的数学和物理知识储备，但实际操作能力和问题解决能力有待提高。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，强化学生的动手实践能力和创新思维，培养具备实际工程应用能力的人才。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 单闭环直流电路基本概念：包括闭环控制、反馈、稳态特性、动态特性等；教材章节：第一章第一节。
2. 单闭环直流电路的工作原理：分析电路的组成、工作过程及其数学模型；教材章节：第一章第二节。
3. 单闭环直流电路的数学分析方法：介绍等效电路、传递函数、波特图等分析方法；教材章节：第二章。
4. 单闭环直流电路的仿真与实验：运用MATLAB、Multisim等软件进行仿真，并进行实验操作；教材章节：第三章。
5. 单闭环直流电路在实际应用中的案例分析：分析实际应用中的单闭环直流电路，如电机调速、温度控制等；教材章节：第四章。
6. 单闭环直流电路的调试与优化：介绍调试方法、优化策略，培养学生的实际操作能力；教材章节：第五章。
单闭环直流调速系统课程设计
单闭环直流调速系统课程设计一绪论转速单闭环调速系统的简要介绍及设计意义直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。
为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统，而对调速指标较高的则采用多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在对调速性能有较高要求的领域常利用直流电动机作动力,但直流电动机开环系统稳态性能不能满足要求,可利用速度负反馈提高稳态精度,而采用比例调节器的负反馈调速系统仍是有静差的,为了消除系统的静差,可用积分调节器代替比例调节器.反馈控制系统的规律是要想维持系统中的某个物理量基本不变，就引用该量的负反馈信号去与恒值给定相比较，构成闭环系统。
对调速系统来说，若想提高静态指标，就得提高静特性硬度，也就是希望转速在负载电流变化时或受到扰动时基本不变。
要想维持转速这一物理量不变，最直接和有效的方发就是采用转速负反馈构成转速闭环调节系统闭环转速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。
二单闭环调速系统的相关数据及图示2.1 数据选择2.1.1电动机型号Z4-225-11：额定电压400V 额定转速 900r/min 额定电流193A 电枢回路电阻0.1406Ω电枢回路电感4.9mH2.1.2测速电机选择型号: 321ZCFr额定电流0.4A 额定电压: 100v额定转速: 1500min3）晶闸管整流触发装置：三相半波整流电路，整流变压器采用∆连接。
Y-4）直流稳压电源V±。
152.2 单闭环直流调速系统的相关图示图1 带转速负反馈的单闭环直流调速系统原理框图图2 带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统稳态结构框图三、反馈控制闭环直流调速系统的设计过程与参数计算3.1系统静特性参数3.1.1虽然采用PI 调节，但实际上不可能完全无静差，其稳态速降不为零，但应该很小，即()s D sn n N cl -=∆1很小。
单闭环直流调速系统
单闭环直流调速系统简介单闭环直流调速系统是一种常见的电气传动系统，广泛应用于工业生产和机械控制领域。
该系统通过调节直流电机的电压和电流来实现对电机转速的精确控制。
本文将介绍单闭环直流调速系统的原理、主要组成部分以及工作原理。
原理单闭环直流调速系统的基本原理是通过调节电机的励磁电流和电压来改变电机的转速。
系统的闭环反馈控制可以实现对电机转速的精确控制。
具体的原理如下：1.转速测量：系统中通过安装转速传感器来测量电机的实时转速，并将测量值反馈给控制器。
2.错误计算：系统将设定的目标转速与实际转速进行比较，计算出误差值。
3.控制信号产生：根据误差值，系统控制器生成相应的调节信号。
4.调节信号传递：调节信号通过控制器输出，传递给电机的调速装置。
5.电机调速：电机的调速装置根据控制信号调整电机的电压和电流，从而实现对电机转速的控制。
组成部分单闭环直流调速系统主要包含以下几个组成部分：1.电机：直流电机是该系统的驱动设备，通过调整电机的电压和电流来实现转速控制。
2.电源：系统需要一个恒定的直流电源供应电机运行，并提供所需的电压和电流。
3.调速装置：调速装置是控制电机电压和电流的关键设备，通过改变输出电压和电流的大小来实现对电机转速的控制。
4.转速传感器：转速传感器用于测量电机的实际转速，并将测量值反馈给控制系统。
5.控制器：控制器是系统的核心部分，负责计算误差值并生成相应的调节信号。
6.显示器：显示器用于实时显示电机的转速和控制参数。
工作原理当系统启动时，电机会按照设定的初始转速开始运行。
转速传感器会实时测量电机的转速，并将测量值传递给控制器。
控制器根据设定的目标转速和实际转速计算出误差值。
控制器通过对误差值进行计算和处理，生成相应的调节信号。
调节信号经过控制器输出，传递给电机的调速装置。
调速装置根据调节信号调整电机的电压和电流，使电机的转速向目标转速靠近。
系统会周期性地重复上述过程，不断进行误差计算和调节信号生成，从而实现对电机转速的精确控制。
单闭环直流调速课程设计
单闭环直流调速课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单闭环直流调速系统的基本原理，掌握其数学模型及相关理论知识。
2. 学生能描述单闭环直流调速系统中各个环节的作用，如电源、电机、传感器和调节器等。
3. 学生能解释单闭环直流调速系统中调速参数对系统性能的影响。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的单闭环直流调速系统，并进行仿真或实验。
2. 学生能分析单闭环直流调速系统的性能，通过调整参数优化系统性能。
3. 学生能熟练使用相关仪器和设备，进行单闭环直流调速系统的调试和故障排除。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电力电子技术及其应用的兴趣，增强对工程技术学习的热情。
2. 学生能认识到单闭环直流调速系统在现代工业中的重要作用，增强社会责任感和使命感。
3. 学生在团队协作中，培养沟通、合作能力和批判性思维，形成严谨、务实的科学态度。
本课程针对高年级电气工程及其自动化专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
旨在使学生掌握单闭环直流调速系统的基本理论和实践技能，为后续专业课程学习和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 单闭环直流调速系统概述：介绍单闭环直流调速系统的基本概念、原理和应用领域。
- 教材章节：第1章 单闭环直流调速系统概述2. 单闭环直流调速系统的数学模型：讲解电机的数学模型、调节器的数学模型以及整个系统的传递函数。
- 教材章节：第2章 单闭环直流调速系统的数学模型3. 单闭环直流调速系统的调速性能分析：分析调速系统的主要性能指标，如稳态性能、动态性能等。
- 教材章节：第3章 单闭环直流调速系统的调速性能分析4. 单闭环直流调速系统的设计方法：介绍系统设计步骤、参数计算方法以及系统仿真与实验。
- 教材章节：第4章 单闭环直流调速系统的设计方法5. 单闭环直流调速系统的优化与调试：讨论如何通过调整参数优化系统性能，以及系统调试方法。
单闭环直流系统课程设计
单闭环直流系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解单闭环直流系统的基本原理与构成，掌握其数学模型及动态特性。
2. 学生能够解释并计算单闭环直流系统中各个参数对系统性能的影响，如稳态误差、响应时间等。
3. 学生能够掌握单闭环直流系统的控制策略，如PID控制，并了解其在系统稳定性和响应速度方面的作用。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决实际单闭环直流系统中的问题，设计基本的控制方案。
2. 学生能够通过实验和仿真软件，搭建并验证单闭环直流系统的数学模型和控制策略。
3. 学生能够有效地使用工具和仪器进行数据采集、处理和分析，以评估系统性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力电子技术和自动控制理论的学习兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 增强学生的团队合作意识和解决问题的能力，使其能够在小组工作中发挥积极作用。
3. 通过对实际应用案例的学习，提高学生对工程技术与社会发展关系的认识，培养其社会责任感和职业道德。
课程性质：本课程结合理论教学与实践操作，强调知识的实际应用，旨在提高学生的理论水平和动手能力。
学生特点：学生具备基本的电路原理和数学基础，但对自动控制系统的了解有限，需要结合具体案例和实验来加深理解。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生主动参与、积极思考，通过项目驱动和问题导向的教学方法，提高学生对单闭环直流系统知识的掌握和应用能力。
通过分解课程目标为具体可衡量的学习成果，为教学设计和评估提供明确指导。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 单闭环直流系统原理及其数学模型- 系统构成与工作原理- 数学模型的建立与推导- 动态特性分析2. 单闭环直流系统的性能指标与参数影响- 稳态误差、响应时间等性能指标的定义与计算- 各个参数对系统性能的影响分析- 系统稳定性分析3. 单闭环直流系统的控制策略- PID控制原理与参数整定方法- 控制策略在系统性能改善方面的应用- 控制算法的实现与优化4. 实验与仿真- 搭建单闭环直流系统实验平台- 使用仿真软件进行系统建模与控制策略验证- 数据采集、处理与分析5. 案例分析与项目实践- 分析实际应用案例，理解单闭环直流系统在实际工程中的应用- 设计简单的控制方案，解决实际问题- 团队合作，进行项目实践，提高实际操作能力教学内容按照教学大纲安排和进度，结合课本章节进行组织。
课程设计单闭环直流电机控制系统
运动控制课程设计题目：单闭环直流电机控制系统院系：工学院专业：电气工程及其自动化班级：电气工程1402******学号：*******************二〇一七年二月运动控制系统课程设计任务书一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：电气工程1402二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时硬件设计：12学时撰写设计报告：8 学时答辩：4学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求运动控制系统课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。
其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。
2、课程设计的教学要求运动控制系统课程设计课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。
做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到2节以上，或者迟到、早退累计达到4次以上的学生，该课程考核按不及格处理。
在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。
课程设计的任务相对分散，每5-6名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。
小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。
但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过60%的课程设计考核按不及格处理。
四、设计题目及控制要求题目：单闭环直流电机控制系统设计参数：（1）直流电机：12V 20W、U P N N ==、 1.5A I N =、300r/min n N =、电枢电阻 4.5ΩR a=、电枢电感22a 15.68N.cm 6.76mH、GD L ==、30ms T m =（2）双闭环直流调速系统：N dm im *n 1.5I 5V、I 5V、U U ===、5%σi ≤设计要求：(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。
课程设计单闭环直流电机控制系统
课程设计单闭环直流电机控制系统————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2运动控制课程设计题目：单闭环直流电机控制系统院系：工学院专业：电气工程及其自动化班级：电气工程1402姓名：汤安琪学号：201402012011指导教师：王玮二〇一七年二月运动控制系统课程设计任务书一、基本情况学时：1周学分：1学分适应班级：电气工程1402二、进度安排本设计共安排1周，合计30学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：4学时硬件设计：12学时撰写设计报告：8 学时答辩：4学时教师辅导：随时三、基本要求1、课程设计的基本要求运动控制系统课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。
其中理论设计又包括总体方案选择，硬件系统设计、硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。
2、课程设计的教学要求运动控制系统课程设计课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。
做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间累计旷课达到2节以上，或者迟到、早45 退累计达到4次以上的学生，该课程考核按不及格处理。
在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。
课程设计的任务相对分散，每5-6名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。
小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。
但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过60%的课程设计考核按不及格处理。
四、设计题目及控制要求题目：单闭环直流电机控制系统设计参数：（1）直流电机：12V 20W、U P N N ==、 1.5A I N =、300r/min n N =、电枢电阻 4.5ΩR a=、电枢电感22a 15.68N.cm 6.76mH、GD L ==、30ms T m =（2）双闭环直流调速系统：N dm im *n 1.5I 5V、I 5V、U U ===、5%σi ≤设计要求：(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。
PWM单闭环直流调速控制系统设计方案稿
摘要当今，自动化控制系统已经在各行业得到了广泛的应用和发展，而直流调速系统控制作为电气传动的主要方式之一，在现代化生产中起着主要作用。
随着微电子技术的发展，集成芯片在调速系统中的应用不仅使系统简化，体积减小，可靠性提高，而且各种经典和智能算法都分别在调速系统中得到了灵活的应用，以此来实现最优控制。
本设计从直流电动机的工作原理入手，并详细分析了系统的原理与其静态和动态性能。
然后按照自动控制原理，对转速闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，还在直流调速系统理论研究的基础上，对转速闭环直流调速系统中的转速调节器采用PI控制算法；提出了PI参数的整定方法，转速闭环直流调速系统是性能很好，应用广泛的直流调速系统, 采用转速闭环直流调速系统可获得优良的静、动态调速特性。
转速闭环直流调速系统的控制规律，性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础。
在设计中采用TL494控制的PWM 脉宽调节作为控制电路。
关键词：PWMVDMOS 转速闭环ABSTRACTNowadays, automation control system has been widely in industries, and the application and development of electric control system of dc speed as the main method of transmission, in modern plays a main role in production. Along with the development of microelectronics technology, integrated chips in the governing system not only makes the application system, volume decreases, and reliability, and various classic and intelligent algorithm in the governing system of the flexible application, so as to achieve the optimal control.This design from the working principle of dc motor are analyzed in detail, and the principle and system static and dynamic performance. Then according to the principle of the automatic control system of single loop, the design parameters of analysis and calculation, and also in dc speed control system based on the study of the theory of single closed loop speed regulator in the dc speed control system by PI control algorithm,, the speed closed loop dc speed control system is performance is very good, one of the most widely used dc speed control system, adopt single closed loop speed dc speed control system can get good static and dynamic characteristics of speed. Speed single closed loop control dc speed control system, the characteristics and the design method of ac, dc power is dragging the automatic control system is the important foundation. In the design of TL494 adopted PWM control pulse width adjustment as the control circuit. Keywords: PWM VOMOS CLOSED LOOP SPEED REGULATION目录前言1第1章PWM单闭环直流调速控制系统方案的确定21.1 PWM单闭环直流调速系统拖动方案的确定21.1.1 直流电机的选择与调速方法21.1.2 电力拖动供电方案的确定31.2 PWM单闭环直流调速系统控制方案的确定51.2.1 采用转速闭环直流调速的理由71.2.2 选择PWM控制系统的理由71.2.3 选择VDMOS的主电路的理由8第2章转速单闭环直流调速控制系统92.1 转速单闭环直流调速系统的系统组成92.1.1 转速控制的要求102.1.2 转速调速指标102.1.3 调速围、静差率和额定速降之间的关系112.2 转速单闭环直流调速系统的原理图122.2.1 转速单闭环直流调速系统的静特性分析122.2.2 转速单闭环直流调速系统的稳态结构图13第3章变流器主电路和保护环节设计153.1 PWM信号发生器153.1.1 TL494芯片的主要特点153.1.2 TL494引脚各端子功能173.1.3 TL494的工作原理173.2 检测环节183.2.1 转速检测与其测速发电机183.2.2过电流保护环节 (19)3.2.3电机驱动电路203.2.4调速方法 (2)13.3 调节器的选择与调整213.3.1 调节器电路213.3.2 调节器限幅22第4章调速系统动态参数的工程设计244.1 调节器工程设计方法的基本思路244.2 转速调节器的设计254.2.1转速调节器的选择254.2.2 转速调节器参数的选择25结论27参考文献28附录错误!未定义书签。
直流电机闭环控制系统设计
直流电机闭环控制系统设计刘旭辉简震张远方 丁志娟(上海应用技术大学机械工程学院)摘 要 基于PID 控制原理，通过STM32单片机定时器输出比较功能输出脉冲信号对直流电机进行了闭环控制实验。
编写了 LabVIEW 上位机软件,通过在LabVIEW 中调用动态链接库库函数PCOMM.dl 1的方式,实现上位机与STM32之间的串口通信，并以波形图表的形式实时显示电机编码器的反馈信息。
根据反馈 信息，利用上位机进行实时PID 参数整定,得到最佳PID 参数。
实验结果表明：该闭环系统具有良好的稳定性和调速性能。
关键词 LabVIEW STM32 PID 直流电机 串口通信中图分类号 TH865 文献标识码 A文章编号 1000-3932(2020)05-0375-05LabVIEW 以简单易用的图形开发环境、强大 的底层硬件驱动和较好的图形显示能力在工业 控制、数据采集、图像处理及机器视觉等领域应用颇为广泛口2。
随着电磁技术的不断发展,交流 电机因结构简单、运行可靠及维护方便等优势得到了广泛的应用。
然而在一些大功率冶金行业、新能源汽车行业和大型家电行业里，直流电机以其良好的启停性能和无极调速性能仍具有无可替代的作用，并且从闭环反馈控制角度分析,直 流电机控制是交流电机控制的基础，因此直流电机仍有一定的理论意义和广阔的应用前景⑶。
笔者基于STM32和LabVIEW 搭建了直流电机闭环控制实验测试平台,依据脉宽调制(PWM )调速原理和PID 控制理论，对直流电机进行闭环控制实验％1系统设计方案笔者设计的闭环控制系统可分为硬件部分和软件部分%硬件部分包括STM32控制器、直流电机、驱动器和编码器%软件部分包括LabVIEW 上位机软件和基于HAL 库编写的STM32控制程序% STM32控制器采用STM32F407IG6驱动芯片，该芯片采用Cortex -CM4内核处理器％直流电机采用 25GA370大功率碳金刷直流减速电机，减速比为1 "30，内置11线光电编码器%电机驱动器采用L298N 驱动芯片，内置双H 桥驱动电路%上位机软件通过串口与STM32进行通信，传递指令码给 STM32控制器，控制器根据通信协议对指令码进行解析后输出相应占空比的PWM 脉冲信号给驱 动器，驱动器根据脉冲信号控制H 桥桥臂的开断 状态，进而控制直流电机的转速与方向%STM32控制器通过编码器接口获取电机转速，并通过波形图表显示模块对电机转速进行实时显示％该控制 系统的结构如图1所示％图1 控制系统结构2硬件环境设计2.1电机驱动电路驱动器是控制器与电机之间的桥梁，本系统采用STM32控制器的GPIO 口的输出电压是3.3V ，而25GA370直流电机的额定电压是12V ，不能用基金项目：国家自然科学基金项目(51675345)；上海市自然科学基金项目(16ZR1435800) %作者简介:刘旭辉(1978-)，教授，从事智能材料及振动控制的研究％通讯作者:简震(1993-)，硕士研究生,从事机械设计及理论的研究，*****************%控制器直接驱动电机,因此选用L298N 芯片驱动电机丄298N 芯片内含双H 桥全桥式电机驱动电路，每个H 桥由4个大功率三极管构成,为确保H桥电路不会同侧导通,在原H 桥电路基础上增加4个与门和2个非门逻辑电路,可确保H 桥单侧只有一个三极管导通，起到保护芯片的作用。
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课程设计课程名称电力电子技术课程设计课题名称单闭环直流电机控制系统设计专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师2012年 6 月15 日课程设计任务书课程名称：电力电子技术课程设计题目：单闭环直流电机控制系统设计专业班级：电气0991班学生姓名：学号：指导老师：审批：任务书下达日期2012年06 月3日设计完成日期2012年06月15日目录第一章系统方案确定 (7)1.1 控制原理 (7)1.2 控制结构图 (8)第二章主电路装置参数计算和保护 (9)2.1 变压器容量计算 (9)2.2 晶闸管的额定电压和额定电流确定 (10)2.3 电抗器的选择 (10)2.4 主电路设计原理图 (11)第三章整流装置的保护 (11)3.1 过电压保护 (11)3.2 过电流保护 (14)第四章控制电路设计 (15)4.1 转速调节器ASR (17)4.2 转速调节器ASR参数计算 (17)第五章系统实验、仿真及校正 (19)5.1 实验步骤 (19)5.2 仿真结果 (20)5.3 系统校正 (20)第六章总结与体会 (22)附录总电路图 (23)参考文献 (24)电气与信息工程系课程设计评分表 (25)第一章系统方案确定系统方案选择的原则是在满足生产机械工艺要求确保产品质量的前提下，力求投资少、效益高和操作方便。
根据设计要求，本单闭环直流电机调速系统采用三相桥式全控整流电路供电，选定转速为反馈量，采用调压调速方式，实现对直流电机的无极平滑调速。
所选用的直流电机型号及相关参数如下：电机型号：Z2-71额定参数：30kW 225V 158.5A 3000r/min1.1 控制原理设计原理图如图1所示：图1 单闭环直流调速系统原理图转速用与电动机同轴相连的测速电机产生的正比于转速的电压信号反馈到输入端，再与给定值比较，经放大环节产生控制电压，再通过电力电子变换器来调节电机回路电流，达到控制电机转速的目的。
这里，电压放大环节采用集成电路运算放大器实现，主电路用晶闸管可控整流器调节对电机的电源供给。
更具体的原理图如图2所示：图2 单闭环直流调速系统具体原理图1.2 控制结构图设计出原理图之后，把各环节的静态参数用自控原理中的结构图表示，就得到了系统的稳态结构框图，如图3所示：图3 单闭环直流调速系统稳态结构框图同理，用各环节的输入输出特性，即各环节的传递函数，表示成结构图形式，就得到了系统的动态结构框图。
由所学的相关课程知：放大环节可以看成纯比例环节，电力电子变换环节是一个时间常数很小的滞后环节，这里把它看作一阶惯性环节，而额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节。
所以，可以得到如图4所示的框图：图4 单闭环直流调速系统动态结构框图第二章 主电路装置参数计算和保护系统主电路参数计算包括整流变压器、晶闸管元件、电抗器和各种保护装置的计算与选择。
2.1 变压器容量计算令电网电压波动系数ε=0.9，变压器短路电压比05.0=k U ，管压降V U VT 1=∆，2=n ，122=N I I ，忽略R 。
查表得，A=2.34，C=0.5，取︒=30min α，866.0cos min =α，则 V V I I CU A U n RI U U Nk VT d d 128)105.05.0866.0(9.034.212225)(cos 22min max 2≈⨯⨯-⨯⨯⨯+=-∆++=αε ∴变压器电压比：76.1128/22521==U U二次侧相电流：A A I I I N d 13022.1/5.15822.1/22.1/2====一次测相电流：A I I d 8.7322.176.111=⨯= 二次容量： k V A VA I U m S 5013012832222≈⨯⨯==一次容量： k V A VA I U m S 508.7322531111=⨯⨯==平均计算容量：kVA S S S 50)(2121=+= 2.2 晶闸管的额定电压TN U 和额定电流TN I 确定变压器二次侧相电压V U 1282=，负载最大电流A A I I N d 3175.1582=⨯==λ,查表2-6知，V V U U Tm 314128662=⨯==，368.0=fb K∴V V U U Tm TN 942~628314)3~2()3~2(=⨯==A A I TN 233~175317368.0)2~5.1(=⨯⨯=实取V U TN 900=，A I TN 200=根据上述计算，选取晶闸管KP200-9，共计6只。
2.3 电抗器的选择变压器漏感：mH mH I U U K L d k l l 0787.031712805.09.32≈⨯⨯== 电动机电枢电感：mH mH C n pI U L la N N n a 9038.04.030005.158********.192101.1933≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=对于三相桥式电路，主电路导通时，变压器漏电感量与电枢电感量之和为：mH mH L L a l 0612.1)9038.00787.02(2=+⨯=+∴平波电抗器的电感量为：mHmH I U K L L L L d cra l cr cr 1317.10)0612.15.158%5128693.0(0612.1)2(min 21=-⨯⨯=-=+-= A A I I N Lcr 35.1745.1581.11.11=⨯==实取mH L cr 5.101=，A I Lcr 1751=2.4 主电路设计原理图主电路设计原理图如图5所示。
图5 主电路原理图第三章整流装置的保护3.1 过电压保护过电压主要有操作过电压和浪涌过电压两种。
根据晶闸管装置产生过电压部位不同，分别设置交流侧过电压保护、直流侧过电压保护盒元件保护环节。
3.1.1 交流侧过电压保护交流侧过电压保护措施见图6。
图6 交流侧过电压保护1) 阻容保护a．变压器一次侧阻容吸收装置参数计算变压器每相伏安数为每相伏安数=kVA kVA67.16350= 阻容保护采用D 联结，则阻容值1C 为uF uF U S i C f 46.33801067.1656%623211=⨯⨯⨯=≥ 式中取变压器励磁电流百分比5%=f i 。
实取uF C 51=。
电容1C 耐压值V V U c 5703805.15.1=⨯=≥ 电阻值1R 按下式计算：Ω≈Ω⨯⨯⨯=≥92.195/51067.163803.2%%3.232211f k i U SU R 考虑到电容值已大于计算值，故取Ω=20R 。
阻容电流A A fCU I c c 6.010********.3210266≈⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≥--π 电阻功率W W R I P c R 8.28206.04)4~3(2121=⨯⨯=≥根据上述计算，实选阻容装置为：油浸电容5uF ，630V ，3支；绕线电阻20Ω，30W ，3支。
b ．变压器二次侧阻容吸收装置计算阻容保护采用D 联结，计算方法同上，则有uF uF U S i C C f Y 17.101281067.165631%6313123222=⨯⨯⨯⨯=⨯=≥ 实取uF C 102=。
电容2C 耐压值V V U c 33312835.15.1≈⨯⨯=≥电阻值Ω≈Ω⨯⨯⨯⨯=⨯=≥78.65/51067.161283.23%%3.23332222f k Y i U SU R R 实取Ω=72R 。
阻容电流A A fCU I c c 7.0101283105014.3210266≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯≥--π 电阻功率W W R I P c R 72.1377.04)4~3(2222=⨯⨯=≥根据上述计算，实选变压器二次侧阻容吸收装置元件为：油浸电容10uF ，350V ，3支；绕线电阻7Ω，15W ，3支。
2)压敏电阻保护压敏电阻是一种新型的非线性电阻保护元件，常用于交、直流的浪涌过电压保护。
压敏电阻额定电压按下式计算：VVU mA 431~38312832)9.0~8.0(1.1()9.0~8.0(1≈⨯⨯⨯=⨯≥压峰值）压敏电阻承受的额定电ε实选压敏电阻MY31-400/3型3只，额定电压400V ，通流容量3kA 。
3.1.2 直流侧过电压保护直流侧过电压保护与交流侧过电压保护方法相同，元件选择原则也相同。
实际中常用压敏电阻保护，如图7所示。
图7 直流侧过电压保护根据交流侧压敏电阻的计算方法，可选压敏电阻MY31-400/3型1只，并联在整流装置直流侧。
3.1.3 元件保护为防止在换相过程中，被关断的晶闸管出现反向过电压，而使将被关断的晶闸管导致反向击穿。
最常用的方法是在晶闸管两端并联RC 吸收电路，如图8所示。
图8 换相过电压保护查表2-7，取uF C p 1=，Ω=5p R 。
电容p C 的耐压V V U Tm 470~34512832)5.1~1.1()5.1~1.1(≈⨯⨯⨯=≥ 电阻p R 功率：WW WU fC P Tm p R p 6.810)1286(15075.11075.16262=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-- 实选油浸电容1uF ，500V ，12只；法琅电阻5Ω，10W ，12只。
3.2 过电流保护1) 直流快速自动开关保护 直流快速自动开关的动作时间仅为2ms ，完全分段电弧的时间也不过25~30ms 。
它接在被保护的直流电路内，当系统出现严重过载或短路电流时，快速自动开关迅速切断故障电流，尽可能避免烧断快速熔断器，使得出现故障电流时快速开关比快速熔断器先动作。
根据电动机的额定电流，实际选用DS9-10/15，额定电压1500V ，额定电流1000A ，动作电流整定范围为800~2000A 。
2）快速熔断器保护 用快速熔断器作过电流保护是晶闸管装置中应用最普遍的保护措施。
快速熔断器的动作时间在10ms 以内。
将快速熔断器与晶闸管元件串联，由于两者电流相同，对元件保护作用最好，故本系统采用此种方法。
如图9所示。
图9 快速熔断器与晶闸管串联快速熔断器的熔体额定电流N I 按下式选择：TN N Tm I I I 57.1≤≤A A I I N Tm 1835.158577.02577.02=⨯⨯=⨯≈ A A I TN 31720057.157.1=⨯=实选RS3-750-300A ，12只，熔体额定电流为300A 。
第四章 控制电路设计本系统控制回路由转速闭环电路、触发电路、零速封锁电路等组成，其电路原理图分别如图10~图12所示。
图10 转速检测和电压隔离图11 触发装置电路图12 锁零电路图13 转速给定环节和给定积分器转速环内的ASR 用于控制电动机转速的变化规律，触发电路用于三相桥式全控整流电路的触发，零速封锁的作用则是当系统处于停车状态，即*n U 和n U 为零时，将所有调节器锁零，以避免调节器的零漂使触发脉冲从初始相位前移而将电动机起动。