开环直流调速系统方案
开环直流调速系统工作原理
开环直流调速系统工作原理嗨，朋友们！今天咱们来唠唠开环直流调速系统的工作原理。
这东西啊，就像是一场精心编排的舞蹈，每个部件都有它独特的角色。
先来说说直流电机吧。
直流电机就像一个勤劳的小工匠，它的任务就是把电能转化成机械能。
想象一下，电能就像是小工匠手中的魔法力量，这个魔法力量进入电机后，电机就能欢快地转动起来，带动各种机械装置工作。
那这个电机的转速怎么来控制呢？这就轮到开环直流调速系统上场了。
这个开环直流调速系统里啊，有一个非常关键的角色——晶闸管整流装置。
这玩意儿可神奇了，它就像是一个电力的魔术师。
它能把交流电变成直流电，而且还能改变这个直流电的电压。
你可能会问，为啥要改变电压呢？这就好比给小工匠不同强度的魔法力量啊。
电压高的时候，电机就像被注入了超强的魔法，转得飞快；电压低呢，电机就像魔法变弱了，转得就慢些。
那这个晶闸管整流装置是怎么知道要给电机多少电压的呢？这就和我们设定的给定电压有关系了。
给定电压就像是指挥棒，我们想让电机转多快，就设定一个对应的给定电压值。
这时候啊，系统里就像是有个看不见的指挥官，拿着这个指挥棒指挥着晶闸管整流装置。
比如说，我们想要电机以中等速度转动，我们就设定一个中等大小的给定电压。
在这个过程中，还有个东西叫触发器。
触发器就像是一个信号的传递者，它接收到给定电压这个信号后，就像接到了秘密指令一样，赶紧去告诉晶闸管整流装置。
“嘿，兄弟，我们要这么多电压，你赶紧变出来！”触发器和晶闸管整流装置就像两个配合默契的小伙伴，一个传递信号，一个执行命令。
我有个朋友，之前对这个开环直流调速系统一窍不通。
有一天，他看到一个简单的直流电机调速装置，就跑来问我。
他说：“这电机咋就乖乖听我们的话，想快就快，想慢就慢呢？”我就跟他讲了这个开环直流调速系统的原理。
我跟他说：“你看啊，就像我们指挥一个乐团一样，给定电压就是我们的指挥棒，不同的指挥动作，乐团就演奏出不同的音乐，这里不同的给定电压，电机就有不同的转速。
直流开环调速系统课设
中南大学电力电子技术课程设计题目：直流开环调速系统专业：电气工程及其自动化班级：学号姓名：指导老师：前言此次课程设计的要求，是完成直流开环调速系统的设计。
从电网里供给的电流，经过整流变压器后，再进行整流，使得三相交流电变成三相直流电，供给电动机。
电路的设计以此调速系统的安全可靠为目标，除了完成必要的调速功能，对于系统的开关时刻所产生的过电压和过电流，均采取措施来抑制以保证电路的安全稳定性。
在此系统中，采用晶闸管整流，整流电路采用三相桥式全控整流，其六脉波整流方式能够使波形更加平稳。
过电压保护采用RC过电压抑制电路，过电流保护采用快速熔断器。
在实际情况下，脉动电流会增加电机的发热，同时产生脉动转矩，对电动机不利。
所以，我还设置了一个平坡电抗器才抑制电流脉动。
另外，作为电力电子主电路和控制电路的接口的电力电子器件的驱动电路，对于晶闸管这类半控型器件，采用电流驱动，只需要提供开通信号。
这里，采用磁隔离将控制电路和主电路隔离开来，同时有脉冲的放大和输出环节的触发电路。
这个系统虽然提供了很多防止开断过电流过电压的控制方法，但是在实际运用的过程中仍然有很多不足。
同时也没有指出具体的控制电路的设计方法。
文内各种不足和错误，殷切期望老师批评指正。
目录1引言 (4)2 直流开环调速系统原理和总体设计 (5)2.1 原理 (5)2.2 系统总体方案设计 (6)3 主电路设计 (7)3.1 整流电路 (7)3.2 整流变压器 (8)3.3驱动触发电路 (8)3.4 保护电路 (12)4 电路参数计算 (13)4.1晶闸管的选取 (13)4.2 变压器的参数及容量 (14)4.3 滤波电容的选择 (14)4.4 续流二极管的选择 (15)4.5 平波电抗器的计算 (15)5 总结和体会 (15)1引言以前的直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器，非线性集成电路以及少量的数字电路组成。
控制系统的硬件非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活，调试困难，阻碍电动机控制技术的发展和应用范围的推广。
直流电机开环调速系统工作原理
直流电机开环调速系统工作原理1. 什么是直流电机？直流电机，顾名思义，就是那种靠直流电供电的电机。
就像我们日常生活中常见的玩具车、电风扇一样，这些电机在我们生活中可谓是随处可见。
它们能把电能转化为机械能，帮我们完成各种各样的工作。
而开环调速系统，听上去很高大上，但其实就是一种简单的控制方式。
它不像闭环控制那样复杂，所以咱们今天就来聊聊这个“简单明了”的开环调速系统到底是怎么工作的。
2. 开环调速系统的基本原理2.1 电机与电源的关系直流电机的运行离不开电源。
就像人需要吃饭才能有力气一样，电机也需要电源才能转动。
开环调速系统主要是通过调节电机供电电压来实现转速的变化。
简单来说，就是你把电压调高，电机转得快；调低，转得慢。
这个过程就像是给一辆车加油，油加得多，车跑得快，油加得少，车就慢吞吞的。
2.2 转速的变化转速变化的原理其实很简单。
当你给电机输入不同的电压时，电流也会随之改变。
电流越大，产生的磁场越强，电机转动得也就越快。
就像小朋友们在游乐场上玩秋千，推得越用力，秋千摆得越高，乐趣也就越多。
而电机转速的变化也能影响到它的输出功率，就像我们跑步的速度不同，消耗的体力也不一样。
3. 开环调速系统的优势与局限3.1 优势开环调速系统的最大好处就是简单易用，成本低。
对于一些不需要精确控制转速的场合，比如说风扇、玩具车，开环系统就像一位好管家，负责把电源和电机的关系打理得妥妥当当，省去不少麻烦。
而且，系统的设计也比较简单，不需要太多复杂的传感器和控制器，这样可以大大降低维护成本，简直就是一劳永逸。
3.2 局限不过，开环调速系统也有它的不足之处。
最大的局限在于它缺乏反馈机制。
想象一下，如果你的车子没有速度表，你怎么知道自己开得快还是慢？开环系统在负载变化时，无法实时调整电机的转速，可能导致转速不稳定，尤其是在负载变化较大的情况下，电机可能会出现过载或运行不平稳的情况。
这就像一场马拉松，选手们虽然都拼劲十足，但如果没有教练的实时指导，很可能会出现偏离轨道的情况。
直流电机调速开环控制
综合实验报告( 2011 -- 2012 年度第 1 学期)名称：电力电子综合实验题目：直流电机调速开环控制院系：电气与电子工程学院班级：台号：学号：学生姓名：指导教师：成绩：日期：2011年12 月一．实验目的1.掌握开环直流脉宽调速系统的组成，原理，各主要部件的工作原理2.验证直流电机运行的机械特性。
二．实验内容1.PWM触发脉冲的调试2.直流电机系统开环特性测试三．实验设备及仪器1.直流电动机2.双踪示波器3.测速发电机，直流发电机4.教学实验主控制屏四．注意事项1.注意安全，主电路电流不许超过电机的额定值。
2.改变正负给定时，必须先把电压调到最小值，然后按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮，再改变给定方式。
3.注意接线方式的正确，老师检查正确后，才开始做实验。
五．实验设计方法和思想1.直流电机开环系统的测试因为我们需要讨论的是，直流电机开环的机械特性，即转矩T与转速N的关系。
从给定的实验仪器，我们知道测速发电机，测的也不是真正的转速，而是以电压来代替。
鉴于我们所学的东西的知识有限，我们无法测出真正的转矩，但是我们根据转矩T与电枢电流I成正比的关系，于是，我们小组的思路是，在回路中串联一个电流表测电枢电流，用电枢电流与测速发电机测出的转速的关系来描绘机械特性。
在单一控制变量法的思想的指导下，我们先把电机调到空载状态，而后保持输入电压的不变，再记录随着电枢电流的改变，转速的改变数据。
鉴于实验室提供了四个灯泡的并联串联，所以可以做到改变电阻来改变电枢电流。
六．实验数据的记录七．实验总结：根据我们所学的电机的知识，理想中的实验结果，应该是转矩T与转速N成正比的直线关系，随着电枢电流的增大，转速下降。
但是实际情况并不完全理想，所以，所得的不是直线，而是类似于平滑的曲线。
经过试验我们对电机运行有个更为具象的认识和了解，我们会继续努力学习相关知识，更深入的了解电机的特性。
直流电动机开环调速系统仿真
直流电动机开环调速系统仿真随着电动机在工业、交通等领域的广泛应用，开发一种高效可靠的电动机控制系统对于提高整个工业的精度和效率至关重要。
其中，直流电动机开环调速系统是电动机控制系统中的一种基础环节，其使得直流电动机能够以合适的速度运行，完成工作任务。
一、调速系统的基本原理1. 直流电动机的基本结构与原理直流电动机由定子、转子、刷子、通电电源四个基本部分组成，其中，定子上包覆绕组，绕组所带的电流受到直流电源的控制，与转子上的永磁体受到的作用力相互作用，产生电动力和电磁力，从而使转子旋转。
2. 直流电动机的调速根据直流电动机的转矩-速度特性曲线可知，直流电动机的转速与电极数、电流和电磁力等因素密切相关。
因此，通过控制直流电动机的电流大小，可以达到调节直流电动机转速的目的。
直流电动机开环调速系统主要由电动机本体、电流传感器、减速器以及驱动器等基本组成部分组成。
其中，电流传感器用于检测电动机电流的大小，而驱动器则输出一定的电压或电流，控制直流电动机的运行。
二、仿真实现1. 基本仿真模型基于MATLAB/Simulink软件建立的直流电动机开环调速系统仿真模型主要由瞬时电压、转速检测、控制逻辑、直流电机、直流电阻负载以及电流检测等组成，实时进行电磁转矩的计算，最终得到直流电机的运动状态，从而实现调速功能。
2. 仿真分析通过此仿真模型，我们可以得到直流电动机的运行状态，理解不同负载下的转矩-转速特性曲线以及电流在不同转速下的变化，从而通过调节电流、电压等参数，以达到理想的调速效果。
三、结论直流电动机的开环调速系统是一个重要的电动机控制系统组成部分，其能够有效地提高电动机的自动控制能力，大大提升了直流电动机的工作效率和精度。
本文通过介绍直流电动机调速系统的基本原理和仿真实现，为电动机控制系统研究和开发提供了参考和借鉴，对推动整个行业智能化和自动化发展具有重要意义。
开环直流调速系统
B
载，可下放重物。但在制动过
程中，随着转速的下降，制动
转矩随之减小，制动效果变差，
为使电机更快停车，可在转速
降到一定程度时，切除一部分
电阻，使制动转矩增大，从而
加强制动作用。
n n0 2
O
A 1
TL E D
C
Te 4 3
图4-16 能耗制动运行状态
他励直流电动机的制动
三、反接制动 为了使生产机械快速停车或反向运行，可采用反接制动。有 两种反接制动方式：电枢反接（一般用于反抗性负载）；转速反 向（用于位能性负载）。 1. 电枢反接制动 电枢反接制动是把正向运行的他励直流电动机的电源电压突 然反接，图4-18a所示为电枢电压反接的反接制动原理图。
（1）调压调速
工作条件：
n
保持励磁 = N ；
n0
保持电阻 R = Ra
调节过程：
改变电压 UN U
U n ， n0
调速特性：
O
转速下降，机械特性
曲线平行下移。
nN
n1
UN
n2U1n3U2 NhomakorabeaU3
IL
I
调压调速特性曲线
（2）调阻调速
工作条件：
n
保持励磁 = N ； 保持电压 U =UN ；
n0
调节过程：
增加电阻 Ra R
nN
n1
Ra
n2 n3
R1
R2
R n ，n0不变；
R3
调速特性：
O
IL
I
转速下降，机械特性
曲线变软。
调阻调速特性曲线
（3）调磁调速
工作条件：
n
保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程：
直流电机调速系统及其开环控制 马宇威
直流电机调速系统及其开环控制马宇威摘要：工业控制中大量采用异步电动机和直流电机作为电力拖动设备，为适应不同场合的需要，电机应当有较好的调速性能。
本文首先介绍直流电机的基本调速方式，并根据其电气结构特点给出几种常见的控制调速方式。
并建立了开环控制模型，分析其电气性能和机械性能上的优劣。
关键词：直流电机；开环控制1.直流电机及其调速方式直流电机是根据电磁感应定律和电磁力定律实现机械能与直流电能转换的电气设备。
直流电动机的特点是具有良好的起动，调速，制动性能。
它的起动转矩大，能在较大的范围内实现平滑，经济地调速。
虽然相对于三相异步电动机具有成本较高占地较大，机械设计维护制造维护难度较大，且需要整流电源配置等缺点，还是在实际工业生产中在对起动性能和调速性能要求较大的场合仍然具有一定的地位，如发电厂锅炉给粉系统，矿井卷扬机械，大型机床和电力机车以及城市无轨电车，都使用直流电动机拖动。
由此可见直流电动机在工农业生产中发挥的重要作用。
根据电机学中直流电机的基本理论，电机转速由下式给出：n =（U−IR）/（CeΦ）式中 n——转速（r/min）；U——电枢电压（V）；I——电枢电流（A）；R——电枢回路总电阻（Ω）；Φ——励磁磁通（Wb）；Ce——电机的常数，由其结构决定。
从上式中可以看出三种基本的直流电机调速方法，改变电枢电压，改变主磁通，或者改变电枢回路总电阻。
改变电枢电压调速。
这种调速方法可以实现连续平滑调速，电枢电压可以依靠电力电子设备进行控制。
现常用的方法有两种，其一为使用晶闸管把交流电能整成直流电能，控制量为晶闸管的移相触发角。
在实现的时候，晶闸管的触发角和输出电压并不是正相关的关系。
在控制理论的建模中，将晶闸管环节简化成是一个一阶惯性环节，方便使用经典的控制理论进行系统分析与校正。
根据电力电子中的分析，三相全控整流桥的输出电压由U = 2.34U2cos（）决定，触发角的范围为 0-90，这就需要在实际控制时，对触发角进行处理，包括将前级的输出量成比例的放缩至触发区间，以及将输出量转化为正相关的量。
开环直流调速系统.
(对δ一般要求时)
电枢串电阻调速 基速以下 约2 差 差
初投资少，电能损耗大 对调速要求不高的场合 适于恒转矩负载配合
调电压调速 基速以下 约10~12 好 好
初投资多，电能损耗少 对调速要求高的场合 适于恒转矩负载配合
弱磁调速 基速以上 1.2~2（一般电动机） 3~4 （特殊电动机） 较好 好
(3) 电枢反接制动电阻的计算 反接制动过程开始瞬间，电枢 电流的大小与电枢回路总电阻成反比，所串的电阻Rrb 越小， 电 枢电流越大，为使制动时最大电流不超过允许值，应使反接制动 电阻Rrb 为 U N Ea Rrb Ra （4-18） I N 当制动初始转速大于nN 时，可用下列近似公式计算Rrb ，即
工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 N n ， n0 调速特性： 转速上升，机械特性 曲线变软。
n n0
n3 n2 n1 nN
N 1 2 3
O
TL
调磁调速特性曲线
Te
他励直流电动机的调速
表4-1 他励直流电动机调速方法的性能比较
n
KM1 KM
他励直流电动机的制动
+
Us a U
KM KM2
+ M
Uf
B 2 -TL O
A
1
_
KM KM1
Reb
_
TL
Te
a) 图 他励直流电动机的能耗制动
a) 控制电路原理图 b) 能耗制动过程
b)
他励直流电动机的制动
1. 能耗制动过程
(1) 能耗制动的机械特性 将U = 0、Φ = ΦN，R = Ra+Reb代入 他励直流电动机机械特性方程式，可得能耗制动时的机械特性
直流电机调速控制系统设计
直流电机调速控制系统设计1.引言直流电机调速控制系统是一种广泛应用于工业生产与生活中的电气控制系统。
通过对直流电机进行调速控制，可以实现对机械设备的精确控制，提高生产效率和能源利用率。
本文将介绍直流电机调速控制系统的设计原理、控制策略以及相关技术。
2.设计原理直流电机调速控制系统的基本原理是通过调整电压或电流来改变电机的转速。
在直流电机中，电压和电流与转速之间存在一定的关系。
通过改变电压或电流的大小，可以实现对电机转速的调节。
为了实现精确的调速控制，通常采用反馈控制的方式，通过测量电机转速，并与设定值进行比较，控制输出电压或电流，以达到期望的转速。
3.控制策略开环控制是指在没有反馈的情况下，直接控制输出电压或电流的大小，来实现对电机转速的调节。
开环控制的优点是简单、成本低，但缺点是无法考虑到外界的扰动和电机的非线性特性，使得控制精度较低。
闭环控制是指在有反馈的情况下，测量电机转速，并与设定值进行比较，控制输出电压或电流。
闭环控制的优点是能够考虑到外界的扰动和电机的非线性特性，提高控制精度。
常用的闭环控制策略有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
其中，PID控制是最为常用的一种控制策略，具有调节速度快、控制精度高的优点。
4.相关技术在直流电机调速控制系统的设计中，还需要用到一些相关的技术，如编码器、传感器和驱动器等。
编码器是一种测量旋转角度和速度的装置，可以用来测量电机的转速。
根据编码器的测量结果，可以对电机进行控制。
传感器可以用来检测电机的电流、电压和转速等参数，以获得电机的实时状态。
通过对这些参数的测量和分析，可以实现对电机转速的控制。
驱动器是将控制信号转换为电机运行的电路，可以根据输入的电压或电流信号控制电机的运行状态。
5.总结直流电机调速控制系统是一种重要的电气控制系统，可以实现对机械设备的精确控制。
在设计过程中，需要合理选择控制策略和相关技术，以实现期望的控制效果。
通过不断的研究和实践，可以进一步提高直流电机调速控制系统的性能和稳定性，满足不同领域的需求。
开环调速系统实验报告
开环调速系统实验报告1. 实验目的本实验的目的是研究开环调速系统的原理和特点，通过实验验证开环调速系统的性能，并掌握调速系统的参数调整方法。
2. 实验原理开环调速系统是指通过控制输入信号的大小和频率，以实现对输出转速的控制。
系统的输入信号经过电机和传动装置，最终驱动负载转动。
开环调速系统的特点是简单、稳定，但对外部负载变化敏感，无法自动调节。
实验所采用的开环调速系统由电机、传动装置、转速传感器和控制器组成。
电机驱动传动装置转动，通过转速传感器获取转速信号，然后通过控制器调节输入信号的大小和频率，最终控制电机的转速。
3. 实验设备和材料- 直流电机- 传动装置- 转速传感器- 控制器- 示波器- 电源- 电阻、电容等元器件4. 实验步骤1. 搭建开环调速系统实验装置，将直流电机与传动装置连接起来。
2. 根据实验所采用的控制器，进行参数设置。
3. 将示波器接入系统，观察电机转速信号和输入信号的变化。
4. 调整输入信号的大小和频率，观察电机转速的变化。
5. 记录实验数据并进行分析。
5. 实验结果经过实验观察和数据记录，得出如下结果：- 输入信号的大小和频率对电机转速有直接影响。
- 在特定的输入信号条件下，电机转速可以稳定在一定范围内。
- 外部负载的变化会影响电机转速的稳定性。
6. 实验讨论根据实验结果，我们可以得出一些结论：- 开环调速系统对外部负载变化敏感，无法自动调节。
- 调整输入信号的大小和频率，可以实现对电机转速的控制，但需要根据具体情况进行参数调整。
7. 总结与展望通过本次实验，我们深入了解了开环调速系统的原理和特点，并通过实验验证了其性能。
在今后的学习和研究中，我们可以进一步探索调速系统的优化和改进方法，提升系统的稳定性和可靠性。
8. 参考文献[1] 张三, 李四. 开环调速系统原理与应用. 电子科技大学出版社, 2000.附录：实验数据记录输入信号大小输入信号频率电机转速10 V 100 Hz 1500 r/min12 V 120 Hz 1800 r/min8 V 80 Hz 1200 r/min备注：实验数据仅供参考，具体数值会因实验条件和设备差异而有所不同。
开环直流调速系统的仿真
共 阴 极 组 —— 阴 极连接在一起的 3 个晶闸管（ VT1 ， VT3，VT5）
导通顺序：
VT1－VT2
－VT3－ VT4
－VT5－VT6
图 三相桥式全控整流电路原理图
共阳极组 —— 阳 极连接在一起的 3个晶闸管（VT4， VT6，VT2）
带电阻负载
时，各晶闸 管均在自然换相点处换 相，各自然换相点既是 相电压的交点，同时也 是线电压的交点。 输出整流电压ud为 这两个相电压相减，是 线电压中最大的一个， 因此输出整流电压ud波 形为线电压在正半周期 的包络线。
开环直流调速系统的仿真
直流调速系统控制方案 根据电动机的转速表达式：
ud id Rd n Ce
可以看出，直流电动机调节转速有以下三种 方法： （1）调节电枢电压调速； （2）改变电动机励磁调速； （3）改变电枢回路电阻调速。
晶闸管直流调速系统电器原理图
晶管触发与整流装置动态结构图
三相桥式全控整流电路
调节Un*→改变移相角α→改变U d→ n改变 在仿真中，直流电动机励磁由直流电源直接供电。触 发器的控制角通过移相控制环节，移相控制模块的输入是 移相控制信号Uc,输出是控制角，移相控制信号Uc由常数 模块设定。
开环直流调速系统的仿真模型
基于电气原理图的直流电动机
电动机模型位于SimPowerSystems工具箱下machines库中的DC machines 和DiscreteDC machines分别是直流电动机和离散直流 电动机模型
Field resistance and inductanceRf (ohms) 和Lf(H): 励磁回路电阻和电感
Field-armature mutual inductanceLaf (H)： 电枢与励磁回路互感； Total inertia J (kg.m^2) ：电机转动惯量(kg.m^2) ； Viscous friction coefficient Bm (N.m.s)：粘滞摩擦系数(N.m.s)； Coulomb friction torque Tf (N.m)： 静摩擦转矩(N.m)； Initial speed (rad/s)：初始速度。
开环直流调速系统
实验一开环直流调速系统一、实验目的1．了解晶闸管直流调速系统实验装置的组成。
2．熟悉直流调速系统的组成及基本结构。
3．掌握晶闸管直流调速系统参数及开环系统调速特性的测定。
二、实验所需挂件及附件三、实验线路及原理图1-1是最简单的晶闸管—直流电动机开环调速系统。
其中，U C是系统的给定输入信号，经过触发电路控制晶闸管整流电路，使外界交流电源整流出直流电压U do供给直流电动机，使电动机以一定的速度旋转。
改变控制电压U C就可触发器的脉冲控制角及整流电压U do，相应改变电动机的转速，从而达到调速的目的。
这时电动机的机械特性为：n n C R I U C KC R I U K C R I U n o e d c e tr e d c tr e d do ∆-=-=-=-=∑∑∑φφφφ （6-1）其中 φe d C R I n ∑=∆ ——系统的开环稳态速降。
开环系统当给定输入信号一定时，经过触发电路控制晶闸管整流电路，使交流电源整流出直流电压U do 也是恒定的，电动机就以恒定的速度旋转。
但当外界有扰动（例如负载波动）时，转速就有较大的波动，而开环系统不能自动进行补偿四、实验内容(1)学习DJK01“电源控制屏”的使用方法。
(2)DJK04上的基本单元的调试。
(3)U c 不变时直流电动机开环特性的测定。
(4)U d 不变时直流电动机开环特性的测定。
五、预习要求(1)复习自动控制系统(直流调速系统)教材中有关晶闸管开环直流调速系统、闭环反馈控制系统的内容。
图1-1 开环直流调速系统(2)根据实验原理图，能画出实验系统的详细接线图，并理解各控制单元在调速系统中的作用。
六、实验方法(1)DJK02和DJK02-1上的“触发电路”调试①打开DJK01总电源开关，操作“电源控制屏”上的“三相电网电压指示”开关，观察输入的三相电网电压是否平衡。
②将DJK01“电源控制屏”上“调速电源选择开关”拨至“直流调速”侧。
开环直流调速系统
电气测量综合控制系统设计报告设计名称:直流电动机开环调速系统仿真姓名:田雪峰学号:专业班级:自动化13-02指导教师：侯淑萍、张勇系（院）:信息工程学院设计时间：20１６、０5、２2~2016、06、０3课程设计成绩评定表(在相应栏目打√）评价项目评价质量优秀良好一般及格不及格工作量与态度实验、计算可靠性文字与图表质量总体评价目录1绪论.。
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.．. １、1 技术数据。
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...．1、2 设计任务。
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2 开环系统直流调速系统得工作原理．．.。
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．2、1开环直流调速系统得组成与原理。
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2、２开环直流调速系统得静特性分析.。
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．.．.．2、3开环直流调速系统得稳态结构图。
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．２、4开环直流调速系统得数学模型.．。
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.3 开环系统直流调速系统得硬件电路设计与实现。
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3、1晶闸管整流电路及保护电路。
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3、２触发控制电路。
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．.．3、3系统给定。
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电气测量综合控制系统设计报告
设计名称：直流电动机开环调速系统仿真
姓名：田雪峰学号： 20134680
专业班级：自动化13-02 指导教师：侯淑萍、勇
系（院）：信息工程学院
设计时间： 2016.05.22~2016.06.03 课程设计成绩评定表（在相应栏目打√）
评价项目
评价质量
优秀良好一般及格不及格
工作量和态度实验、计算可靠性文字和图表质量总体评价
目录
1 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.1 技术数据．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1.
2 设计任务．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 开环系统直流调速系统的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.1开环直流调速系统的组成与原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.2开环直流调速系统的静特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.3开环直流调速系统的稳态结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
2.4开环直流调速系统的数学模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
3 开环系统直流调速系统的硬件电路设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.1晶闸管整流电路及保护电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.2触发控制电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.3系统给定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3.4检测电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
4 转速、电流调节器的设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.1电流调节器的设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4.2转速调节器的设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
5 开环直流调速系统仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
6 设计心得体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
附录：开环直流调速系整体电路图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
1 绪论
1.1技术数据
1.1.1开环控制的作用
开环控制是指控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制过程,按这种方式组成的系统称为开环控制系统,其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响，不具备自动修正的能力。
1.1.2主要动态性能
1)上升时间tr：响应曲线从零到第一次达到稳态值所需要的时间。
2)调节时间ts：响应曲线从零到达并停留在稳态值的±5%或±2%误差围所需
要的最小时间。
3)超调量σ%：系统在响应过程中，输出量的最大值超过稳态值的百分数。
（开环控制的作用；主要动态性能；设计目的）。
1.2设计任务
控制系统包括给定信号，晶闸管触发装置及整流环节、平波电抗器和直流电动机四个环节。
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
2 开环系统直流调速系统的工作原理
2.1 开环直流调速系统的组成与原理
开环直流调速系统通过调节控制电压就可以可改变电动机的转速，此试验中采用在给定电压下、触发角一定时改变负载的大小测出电动机转速与电流的关系，在一定围可实现无级调速。
直流电动机电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L供电，并通过改变触发器移相控制信号Uc调节晶闸管的控制角，从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速。
在仿真中为了简化模型，省略了整流变压器和同步变压器，整流器和触发同步使用同一交流电源，直流电动机励磁由直流电源直接供。
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
2.2开环直流调速系统的静特性分析
(1) 调速围
生产机械要求电动机提供的最高转速n
max 和最低转速n
min
之比叫做调速围，
用字母D表示，即
D=n
max /n
min
其中，n
max 和n
min
一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速。
(2) 静差率
当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转
速降落△n
N ，与理想空载转速n
之比，称作静差率s，即
s=△n
N
/n
显然，静差率是用来衡量调速系统在负载变化时转速的稳定度的。
它和机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，转速的稳定度就越高。
然而静差率与机械特性硬度又是有区别的。
一般变压调速系统在不同转速下的机械特性是互相平行的，对于同样硬度的特性，理想空载转速越低时，静差率越大，转速的相对稳定度也就越差。
由此可见，调速围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。
在调速过程中，若额定速降相同，则转速越低时，静差率越大。
如果低速时的静差率能满足设计要求，则高速时的静差率就更能满足要求了。
因此，调速系统的静差率指标应以最低速进所能达到的数值为准。
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
2.3开环直流调速系统的稳态结构图
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
2.4开环直流调速系统的数学模型
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
2.5直流开环调速系统电路原理图
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
3开环系统直流调速系统的硬件电路设计与实现3.1 晶闸管整流电路及保护电路
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
3.2 触发控制电路
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
3.3 系统给定
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
3.4 检测电路
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
4 转速、电流调节器的设计与实现
4.1 电流调节器的设计与实现
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
4.2 转速调节器的设计与实现
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
5 开环直流调速系统仿真
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
6 设计心得体会
正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
参考文献[1] 正文部分一律用小四号字，宋体，1.5倍行距。
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附录：开环直流调速系整体电路图. . .。