(完整word版)直流调速系统研究背景意义及国内外现状
交直流电机调速技术历史、现状及发展趋势【范本模板】
交直流电机调速技术历史、现状及发展趋势xxx(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州 221116）摘要：本文摘录了交直流电动机的原理以及调速技术历史发展的状况,并整理了一些目前较为常用的交直流调速技术,结合所学知识以及查阅相关资料,对交直流调速技术的发展趋势作了一定的分析，最后对交直流调速系统作了总结.关键词：直流电动机、交流电动机、原理、调速技术、历史、现状、发展趋势History, Current Situation and Development Trend of AC and DC motor Speed Control Technologyxxx(School of information and electrical engineering，China University of Mining and Technology，Xuzhou221116,Jiangsu,China)Abstract: This paper summarizes the principle of AC / DC motor speed control technology and the history of the development ， and to sort out some of the more commonly used AC and DC speed control technology, combined with the knowledge and access to relevant data, the development trend of AC and DC speed control technology are analyzed。
Finally the AC and DC speed control system is summarized.Key words: DC motor, AC motor， principle, control technology， history， present situation， developmenttrend1 引言能源在我们日常生活中的应用是一个不争的事实，要使能源为我们人类所利用,目前大部分要靠电动机和发电机所实现。
直流调速调研报告
直流调速调研报告直流调速技术是一种用于调节电机转速的电力控制技术。
随着现代化工业的快速发展，对电动机的控制精度和性能要求越来越高，直流调速技术因其调节范围广、响应快、稳态精度高等优点而得到广泛应用。
一、直流调速技术的原理和特点直流调速技术是通过改变直流电机的电压和/或电流来调整电机的转速。
其基本原理是根据负载需求，通过调整电机的电压或电流来使电机的转速达到设定值。
直流调速技术具有以下几个特点：1.调节范围广：直流调速技术可以在很大范围内调节电机的转速，使其适应不同工况的需求。
2.响应快：直流调速技术可以实现快速控制电机的转速，对于一些要求快速启动和停止的应用场景非常适用。
3.稳态精度高：直流调速技术可以实现较高的转速稳态精度，使电机在负载变化时能够保持较稳定的转速。
二、直流调速技术的应用领域直流调速技术广泛应用于各个工业领域中，以下是几个典型的应用场景：1.电动车辆：直流调速技术可以实现电动车辆的精确控制，提高车辆性能和能效。
2.机械：直流调速技术可以控制机械设备的转速和输出扭矩，满足各种生产工艺的需求。
3.风电和太阳能发电：直流调速技术可以控制风力发电机和太阳能电池板的转速和功率输出，提高能源利用效率。
4.通讯设备：直流调速技术可以实现通讯设备中电机的精确控制，提高设备的性能和可靠性。
三、直流调速技术的发展现状和趋势随着现代化工业的发展，对电机控制精度和性能要求越来越高，直流调速技术也在不断的发展和创新。
目前，一些新型的直流调速设备已经应用于工业生产中，取得了较好的效果。
未来，直流调速技术将继续发展，出现更多的创新应用。
例如，随着数字化技术的发展，直流调速技术可以实现更精确的控制，并与其他智能设备和系统进行联网和集成。
四、直流调速技术的挑战和解决方案同时，直流调速技术面临着一些挑战，例如高成本、体积庞大、易受环境干扰等。
为了解决这些问题，研究人员正在努力开发新的直流调速技术和设备，以降低成本、缩小体积，并提高抗干扰能力。
直流调速系统文献综述
燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：电动游览车调速控制系统设计学院（系）：电气工程学院年级专业： 07级应电-3班学生姓名：***指导教师：***完成日期： 2011-3-23一、课题国内外现状近几年来，由于能源危机和环境污染两大问题的日益严重，加之科学技术的飞速发展，电动车自身难点的不断解决，使电动车具有更多突出的优点。
对于其核心-直流电机的控制系统，其直流电动机的调速的方法有：调节电枢供电电压U 、减弱励磁磁通 、改变电枢回路电阻R 。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
最初的直流调速系统是采用恒定的直流电压向直流电动机电枢供电，通过改变电枢回路中的电阻来实现调速。
这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。
但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。
50年代末出现的晶闸管，它具有体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等一系列优点，采用晶闸管供电，不仅使直流调速系统经济指标上和可靠性有所提高，而且在技术性能上也显示出很大的优越性。
因而，晶闸管直流调速系统迅速发展，晶闸管变流技术也日益成熟，直流调速系统更加完善。
对于其核心-直流电机的控制系统，目前我国的直流调速控制主要在以下几个方面进行着研究1．提高调速的单机容量．我国现有最大单机容量比国外单机容量小的多。
2．提高电力电子器件的生产水平，增加品种．3．提高控制单元水平．目前国内使用较多的仍然是小规模集成运放和组件构成的调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的。
目前，国外的第四代产品以微处理器为基础，具有控制、监视、保护、诊断及复原等多种功能．近年来，各国学者正致力于无速度传感器控制系统的研究，利用监测定子电压、电流等容易测量的物理量进行速度估算，以取代速度传感器，这种控制方式不需要监测硬件，也免去了传感器带来的环境适应性、安装维护等麻烦，提高了系统的可靠性，降低了成本，引起了国内外学者广泛的兴趣。
直流电机调速系统毕业论文开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
直流电机调速系统毕业论⽂开题报告
⼀、本课题研究现状：
1）在现代⼯业中，电动机作为电能转换的传动装置被⼴泛应⽤于机械、冶⾦、⽯油化学、国防等⼯业部门中，对电动机的速度要求越来越⾼，如何控制电动机的速度，是关系着许多⾏业的⽣产和发展。
随着对⽣产⼯艺、产品质量的要求不断提⾼和产量的增长，越来越多的⽣产机械要求能实现⾃动调速。
长期以来，⾃动调速电动机⼀直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，⾼效率，优异的动态特性，现在仍是⼤多数调速控制电动机的最优选择。
以前电动机⼤多使⽤由模拟电路组成的控制柜进⾏控制，现在单⽚机已经开始取代模拟电路作为电机控制器。
当前电机控制器的发展⽅向越来越趋于多样化和复杂化，现有的专⽤集成电路未必能满⾜苛刻的新产品开发要求，为此可考虑开发电机的新型单⽚机控制器，因此研究直流电机的速度控制，有着⾮常重要的意义。
2）综述国外电机调速的研究动态和⾃⼰的见解
直流电机问世已有⼀百四⼗多年的历史。
在设计和制造技术上有很⼤进步, 新材料、新技术的应⽤以及整流电源的普及, 促进了⼀般⼯业⽤直流电机的不断扩⼤,品种的⽇益繁多。
，直流调速系统仍将处于⼗分重要地位。
对于直流调速系统转速控制的要求有稳速、调速、加速或减速三个⽅⾯，⽽在⼯业⽣产中对于后两个要求已能很好地实现，但⼯程应⽤中。
全数字直流调速系统的研究与设计的开题报告
全数字直流调速系统的研究与设计的开题报告一、选题背景和意义全数字直流调速技术作为现代电力电子技术的重要研究领域，具有广阔的应用前景和发展空间。
近年来，随着电力电子技术和计算机技术的不断发展，全数字直流调速系统的控制性能和可靠性得到了大幅度提高，因此，全数字直流调速技术被广泛应用于各个领域。
本文旨在通过研究全数字直流调速系统的控制原理和设计方法，深入掌握全数字直流调速系统的技术特点和发展方向，为实际应用中的电机调速系统提供有效的解决方案，具有较高的理论和实践意义。
二、研究内容和方法研究内容：1. 全数字直流调速系统的基本原理和特点研究2. 全数字直流调速系统中控制算法的设计与实现3. 全数字直流调速系统硬件电路的设计4. 全数字直流调速系统的软件编程设计与实现研究方法：1. 文献资料的查阅和整理2. MATLAB和SIMULINK模拟仿真3. 硬件电路的设计4. 软件编程设计及实现三、预期成果1. 全数字直流调速系统的基本原理和特点研究报告2. 全数字直流调速系统控制算法的设计和实现方案3. 电路设计图纸、BOM表和PCB设计图纸4. 全数字直流调速系统的控制软件源代码四、进度安排第一阶段：2022年3月-4月1. 研究全数字直流调速系统的基本原理和特点2. 查阅相关文献，整理相关知识第二阶段：2022年5月-6月1. 设计全数字直流调速系统的控制算法2. 编写控制算法程序第三阶段：2022年7月-9月1. 设计全数字直流调速系统的硬件电路2. PCB设计和制作第四阶段：2022年10月-11月1. 设计全数字直流调速系统的控制软件2. 编写控制软件程序第五阶段：2022年12月-2023年1月1. 系统测试和调试2. 撰写论文五、参考文献1. 霍强，陈林剑，严风雷等.全数字直流调速系统的设计及其应用[D].合肥：合肥工业大学，2015.2. 石章英，郝泉锋.全数字直流调速系统的研究[J].大连大学学报，2014，33(2)：44-48.3. 刘丽丽，陈加波.基于TMS320F2812的全数字直流调速系统设计[J].机电工程技术，2016，45(10)：138-140.4. 张精星，张洪林.基于DSP控制器和数字信号处理器的全数字直流调速控制系统[J].工业控制计算机，2016，29(5)：54-57.5. 马洪君，郭恩庆，高世钊等.基于F28335的全数字直流调速系统设计[J].电力电子技术，2018，52(11)：70-72.。
直流电动机调速系统文献综述
毕业设计（论文）文献综述题目直流电动机电流、转速双闭环控制系统设计专业电气工程与自动化班级2011级1班学生夏于洋指导教师杜军重庆交通大学2015 年直流电动机调速系统文献综述摘要：随着我国工业的不断发展，对于电动机的调速系统的性能要求越来越高，对于直流电动机调速系统的研究越来越多。
通过对直流电动机的相关研究，对于国家地区的进步起着至关重要的作用。
本文通过对直流电动机调速系统的相关研究进行综述，希望能够为相关学者的进一步研究提供一些启示与帮助。
关键词：调速系统；直流电动机；文献综述现代化的工业生产过程中，几乎无处不在使用电力传动装置。
调速系统必不可免的成为了当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一种系统。
随着生产工艺、产品质量要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
对于自动调速的系统有哪些？每种自动调速的优缺点是什么？国内外对调速系统的发展展望是什么？这是有这么一些问题，本文带着对直流电动机的调速系统研究进行综述。
1直流电动机调速系统的研究背景在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制等突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。
与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。
在当今社会，工业发展的脚步也一直没有提留下来，然而现代话的工业生产中无不利用到直流电机。
在工农业中，直流电动机作为它们的动力系统和自动控制系统，从而控制直流电动机进行调速也是现代工业不可缺少的一部分。
众所周知，在二十世纪的大部分年代中，由于直流电动机具有优越的调速性能，大部分高性能的调速控制都是由直流电动机担任着这个巨大的任务。
到了现今的社会，直流电动机的地位依然不可动摇，研究直流电动机调速系统对当今社会的发展起着重要的作用。
2 直流电动机调速系统国内外现状直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能够实现调速的电动机。
直流电机调速电路发展、现状以及前景综述
直流电机调速电路发展、现状以及前景综述摘要：在现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。
对可调速的电气传动系统，可分为直流调速和交流调速。
直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，易于在大范围内平滑调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速起制动和反转，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，至今在金属切削机床、造纸机等需要高性能可控电力拖动的领域仍有广泛的应用，所以直流调速系统至今仍然被广泛地应用于自动控制要求较高的各种生产部门，是截止到目前为止调速系统的主要形式。
关键词：直流电机；调速系统；直流电机应用；自动控制直流电机发展状况：直流电动机分为有换向器和无换向器两大类。
无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的。
1831年法拉第发现了电磁感应现象，奠定了现代电机的理论基础。
十九世纪四十年代研制成功了第一台直流电机，经过约七十年，直流电机才趋于成熟阶段。
随着用途的扩大，对直流电机的要求也越来越高，显然，有接触的换向装置限制了有刷直流电机在许多场合的应用，为了取代有刷直流电机的那种电刷——换向器结构的机械接触装置，人们曾经对此做过长期的探索。
早在1915年，美国人Langmil发明了控制栅极的水银整流器，制成了由直流变交流的逆变装置；20世纪30年代，有人提出用离子装置实现电机的定子绕组按转子位置换接的所谓整流子电机，此种电机由于可靠性差、效率低、整个装置笨重而又复杂，故无实际意义。
科学技术的迅猛发展，带来了半导体技术的飞跃。
开关型晶体管的研制成功，为创造新型电机——无刷直流电机带来了生机。
1955年美国D.Harrison等人首次申请用晶体管换向线路代替电机电刷接触的专利，这就是无刷直流电机的雏形，它由功率放大部分、信号检测部分、磁极体和晶体管开关电路等所组成。
(完整版)直流电动机转速控制--开题报告
本文初步设计的直流电动机转速监测系统的结构框图如下：
总体设计原理
2.2.1 硬件模块介绍
（1）单片机系统电路：单片机MCS-51及其晶振，复位电路等；主要完成对外设备的信号输出、反馈信号的处理、按键信号的处理等；
（2）电机控制电路：以L298为核心，单片机输出信号通过L298转换后将其送给电机，主要通过软件编程驱动相应的执行器来实现；L298为H桥驱动芯片，可以为负载提供双向的电流。适合驱动2相或4相的步进电机，也可以驱动2台普通的有刷直流电动机，驱动电流为2A。
1．毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况
1.1 题目背景
在现代化的工业生产过程中，几乎无处不使用电力传动装置，随着对生产工艺、
产品质量的要求不断提高和产量的增长，使得越来越多的生产机械要求能实现自动调速。对可调速的电气传动系统，可分为直流调速和交流调速。由于直流电动机具有优良的调速性能，具有较大的启动转矩和良好的起、制动性能以及在大范围内实现平滑无级调速，过载能力大，能承受频繁的冲击负载，因此，能满足生产过程自动化系统中各种不同的特殊运行要求，所以在要求高的起、制动转矩，快速响应和宽速度调节范围的电气传动中，如轧钢，矿山采掘，海洋钻探，金属加工，纺织等场合，仍广泛采用直流电动机作为执行电机的直流调速系统。
1.3 国内外相关研究
我国现在大部分数字化控制直流调速装置依靠进口,直流调速系统的发展过程是一个从简单到复杂、从开环到闭环的不断丰富完善的过程。最早的直流调速系统是通过改变直流电动机电枢回路中的电阻来实现调速。虽然这种方法简单易行，设备制造方便，价格低廉。但缺点是效率低、机械特性软、不能在较宽范围内平滑调速，所以目前极少采用。随着单片机技术的日新月异,使许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成,不但为直流电动机的控制提供了更大的灵活性,而且使系统能达到了更高的性能,从而大大节约了人力资源,降低了系统成本,有效地提高了工作效率。目前，国内许多大专院校、科研单位和厂家也都在开发全数字直流调速装置。
直流电动机调速控制系统论文.概要
安徽三联学院年度论文直流电动机调速系统的研究Dc motor speed control system research专业：电气工程及其自动化姓名：薄朋_____________学号: 1002164___________指导老师：张金翰________2013年1月10日信息与通信技术系【摘要】直流电动机诞生与19世纪，距今已有100多年的历史，并已成为动力机械的主要驱动装置。
直流调速系统具有优良的启动、制动性能，宜于在宽广范围内平滑调速，在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。
电动机拖动生产机械运行时，系统的速度需要根据工作状态和工艺要求的不同进行调节，使生产机械以最合理的速度工作，从而提高产品和生产效率，这就要求人为采取一定的方法来改变生产机械的工作速度，以满足生产的需要。
关键字：直流电动机调速【abstract 】Dc motor was born in the 19th century, more than 100 years of history, and has become the main drive power machinery. Dc speed control system has good start, braking performance, like in the wide range smoothing speed and are in need of high performance controlled electric drive field has been widely used in the field. Motor drive production machine operation, the speed of the system need according to the working status and technological requirements of different carries on the adjustment, production machinery with the most reasonable speed work, so as to improve the products and production efficiency, this requires people to take certain method to change the production machinery working speed, in order to meet production need.Key words: Dc motor speed regulation目录一本课题研究的背景及意义 (3)二直流电动机的机构 (3)三直流电动机的工作原理 (4)四直流电动机的调速 (6)（一）调速的方法 (6)1 降压调速 (6)2 电枢回路串电阻调速 (8)3 弱磁调速 (9)（二）调速性能指标 (10)1 调速范围 (10)2 静差率 (11)3 调速的平滑性 (12)4 调速的经济性 (13)五总结 (13)六参考文献 (14)一本课题研究的背景及意义随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义。
直流电机调速论文
直流电机调速论文1、课题背景随着时代的进步和科技的发展，电机调速系统在工农业生产、交通运输以及日常生活中起着越来越重要的作用，因此，对电机调速的研究有着积极的意义.长期以来，直流电机被广泛应用于调速系统中，而且一直在调速领域占居主导地位，这主要是因为直流电机不仅调速方便，而且在磁场一定的条件下，转速和电枢电压成正比，转矩容易被控制；同时具有良好的起动性能，能较平滑和经济地调节速度。
因此采用直流电机调速可以得到良好的动态特性。
由于直流电动机具有优良的起、制动性能，宜与在广泛范围内平滑调速。
在轧钢机、矿井卷机、挖掘机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等领域中得到广泛应用。
近年来交流调速系统发展很快，然而直流控制系统毕竟在理论上和在时间上都比较成熟，而且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流系统的基础，长期以来，由于直流调速系统的性能指标优于交流调速系统。
因此，直流调速系统一直在调速系统领域内占重要位置。
2、课题功能本次课程设计主要是设计一个直流电机的驱动电路，在给定速度后，当负载变化时，速度是稳定的，构建一个闭环的控制系统。
本论文介绍了基于ATmega16单片机来实现最优PID控制的直流脉冲（PWM）调速系统，并且详细论述了该系统的控制方法、结构、参数设计、程序设计等方面的问题。
该系统结构简单，调速性能好，性能价格比高，真正实现了直流调速系统的高精度控制。
3、系统设计3．1设计要求设计一个直流电机的驱动电路，在给定速度后，当负载变化时，速度是稳定的，构建一个闭环的控制系统。
3．2总体设计方案3．2．1设计思路题目要求设计一个直流电机的驱动电路，系统可以分为控制部分和显示部分。
设计中采用A Tmega16芯片为主控制核心，行列式键盘为控制部分，显示部分采用液晶LCM1602显示。
通过单片机软件产生PWM波来控制电机，经过测速电路和PID算法，实现电机速度的实时测量反馈和调节。
3．2．2方案论证与设计1、系统控制设计方案论证与选择方案一：采用MCS-51系列的单片机和专用的PWM芯片及外部D/A转换电路，同时结合PID算法实现实时控制。
2KW直流电动机调速系统电源系统研究开题报告
西京学院本科毕业设计(论文)开题报告题目：2KW直流电动机调速系统之电源系统研究教学单位：机电工程系专业：自动化学号： 0811060138姓名：郝然指导教师：宋元鹤年月1.毕业设计（论文）题目背景、研究意义及国内外相关研究情况。
1.1题目背景在现代工业中，电动机作为电能转换的传动装置被广泛应用于机械、冶金、石油化学、国防等工业部门中，随着对生产工艺、产品质量的要求不断提高和产量的增长，越来越多的生产机械要求能实现调速。
在可调速系统中，按照电动机的类型来分，可分为两大类：直流调速系统和交流调速系统。
交流电动机直流具有结构简单、价格低廉、维修简便、转动惯量小等优点，但主要缺点为调速较为困难。
相比之下，直流电动机虽然存在结构复杂、价格较高、维修麻烦等缺点，但由于具有较大的起动转矩和良好的起、制动性能以及易于在宽范围内实现平滑调速，因此直流调速系统至今仍是自动调速系统的主要形式。
直流电动机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。
长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。
因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。
直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为： 根据公式可以知道实现调速有三种方法：（1）调节电枢供电电压U ，改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。
变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。
（2）减弱励磁磁通Φ，改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。
变化时间遇到的时间常数同 变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。
（3）改变电枢回路电阻R 。
电动机直流调速系统发展现状
电动机直流调速系统发展现状————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电动机直流调速系统发展现状摘要:本文主要阐述当今正在使用和不断发展的直流电机的主流调速方法—晶闸管电动机调速系统，并具体列举该调速系统各种发展方向以及对它们的原理和特点作写简单说明，最后对今后直流调速系统的发展前景的展望。
关键字：直流调速系统 晶闸管 开环 闭环由于直流电动机具有几号的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是长期以来，直流调速系统一直占据垄断地位。
当然，近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统发展快,在许多场合正逐渐取代直流调速系统。
但是就目前来看，直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。
在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动场合,仍然广泛采用直流调速系统.而且，直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，从控制技术角度来看,它又是交流调速系统的基础。
因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统，促进调速系统的进一步完善。
根据直流电机的工作基本原理,由直流电机的机械特性方程 T UK K R K te a e Φ-Φ=n 可知直流调速方法有三种： （1）改变电枢回路电阻。
该方法的优点是系统结构简单；缺点是效率低。
因此，该方法适于小功率直流电机、开环控制且仅能有级调速.一般应用于电动玩具中。
（2）改变电动机主磁通 .该方法的优点是能够实现平滑调速；缺点是调速范围小而且通常是配合调压调速在基速以上作小范围的升速。
现已很少单独使用，通常以非独立控制励磁的方式出现。
（3)调节电枢供电电压U。
改变电枢电压主要从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定向下变速，属于恒转矩调速方法。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,这种方法最好.可调的直流电源有以下三种：①旋转变流机组：用交流电动和直流发电机组成机组以获得可调的流电源。
1 直流调速系统
(1.3)
Te 为电磁转矩，负载转矩 TL 为恒转矩时， Te TL 常数
K 为常数。
式(1.3)表示，对应于恒转矩负载，电动机轴上输出功率与转速成正比。只有在电动机转 速达到额定转速 nnom 时，才能输出额定功率；而对不同的转速，容许的输出转矩恒定。 调节电枢电压调速的特点： (1)机械特性较硬，负载不变时，转速降 n 不变。 (2)由于容许的输出转矩恒定，对于恒转矩负载的调速，能充分利用电动机容 量。 (3)由于电枢回路时间常数小，系统的动态响应快，适合于要求快速起、制动 的设备的传动系统中，如初轧机、龙门刨床等设备。
第1章 单闭环直流调速系统 •
本章在直流电动机三种调速方法及其机械特性的基础上， 介绍了晶闸管整流电源和脉宽调制电源及其特点，重点介 绍转速负反馈的单闭环直流调速系统，包括其组成、工作 原理、静态性能、动态性能以及具有比例积分调节器的闭 环直流调速系统的工作机理。 • 1.1 直流电动机的调速方法 直流电动机转速表达式为
电压Ud 通过VT施加到电动机电枢两端，电枢电流Id 上升 ，当ton<t<T， Ub
为负，电枢电流经二极管VD续流 电流减小。
UR
~
C
VT
Ud
E
M
Dห้องสมุดไป่ตู้
•
输出波形
Ud
Id
Ud
实际上，由于开关频率很高，电流脉 动值不大，对转速n的影响可以忽略 不计。上述电路由于电流不能反向， 不能产生制动作用，只能作单象限运 行。
2．不可逆PWM-M系统主电路
（1）简单的不可逆PWM—M系统主电路及输出波形 图1-8a)是简单的不可逆PWM—M系统主电路。交流电压经整流器UR整流和滤波电 容C滤波后得到恒定的直流电压Ud 。功率开关器件VT的控制极施加占空比可变的脉 冲电压Ub ，控制VT导通和关断，则直流电动机得到的端电压波形和电流波形如图18b)所示。 在一个开关周期T内，当 0 t ton 时，VT控制脉冲 Ub 为正，VT饱和导通，电源
直流电机调速系统设计开题报告
直流电机调速系统设计开题报告1. 背景直流电机调速系统广泛应用于工业生产和家用电器领域，用于控制转速和转矩。
在工业自动化生产线中，直流电机调速系统能够有效控制生产过程中的加工、输送和分拣等环节，提高生产效率和质量。
而在家用电器中，直流电机调速系统可以用于风扇、洗衣机、电动车等设备，实现电机转速的调节，提供更好的使用体验。
直流电机调速系统的设计需要考虑电机的性能要求、电路设计、控制算法和系统可靠性等方面的问题。
本开题报告将以直流电机调速系统的设计为基础，分析相关参数的选择、电路设计和控制策略的优化，为后续的系统设计提供指导和建议。
2. 分析2.1 直流电机的特点直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置，具有以下特点：•转速范围广：直流电机可以在较宽的转速范围内工作，通常转速可以由几十转/分钟到几千转/分钟变化。
•转矩可调：通过改变电机的励磁电流或电源电压，可以实现电机转矩的调节。
•响应快速：直流电机具有较快的响应速度，能够快速适应负载变化。
2.2 直流电机调速系统的参数选择在设计直流电机调速系统时，需要选择合适的参数以满足系统的性能要求。
以下是一些常见的参数选择和考虑的因素：•电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速等。
根据实际需求选择合适的电机参数。
•传感器选择：选择合适的速度、转矩传感器以获得准确的反馈信号，用于控制系统。
•控制算法选择：根据实际需求选择合适的控制算法，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
•电路设计：设计适当的电路用于控制电机的电流和电压，以实现期望的调速效果。
•保护系统设计：设计过流、过载和过热保护系统，保证电机的安全运行。
2.3 直流电机调速系统的控制策略优化直流电机调速系统的控制策略可以通过优化控制算法和参数来提高系统的性能。
•PID控制算法优化：调整PID控制器的比例、积分和微分参数，使得系统响应更加平稳、快速，并减小超调量和稳定误差。
•软件调速算法：通过改变调速策略、动态响应和控制算法的实现方式，将调速算法的性能最大化。
直流电机调速系统设计开题报告
直流电机调速系统设计开题报告一、研究背景直流电机是一种常见的电动机，其具有结构简单、运行可靠、调速范围广等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，直流电机的转速通常是恒定的，不能满足不同工艺要求对转速的变化控制。
因此，需要设计一种直流电机调速系统来实现对直流电机转速的精确控制。
二、研究目的本次研究旨在设计一种基于单片机和功率模块的直流电机调速系统，实现对直流电机转速的精确控制。
具体目标包括：1. 理解直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统。
三、研究内容1. 直流电机调速原理和方法(1) 直接调压法(2) 串联型调压法(3) 并联型调压法(4) PWM 调制法2. 单片机和功率模块基本原理(1) 单片机基本原理(2) 功率模块基本原理3. 直流电机调速系统设计(1) 系统框图设计(2) 控制程序设计(3) 电路板设计(4) 调试与测试四、研究方法1. 理论分析法：对直流电机调速原理和方法进行理论分析，确定适用于本次研究的调速方法。
2. 实验研究法：根据理论分析结果，选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写、电路板设计等实验研究工作，并进行调试与测试。
五、预期成果本次研究预期获得以下成果：1. 掌握直流电机调速原理和方法；2. 熟悉单片机和功率模块的基本原理；3. 设计并实现一个可靠稳定、精度高、操作简便的直流电机调速系统；4. 获得相关技术文献资料并撰写相关学术论文。
六、研究计划1. 第一周：查阅相关文献，了解直流电机调速原理和方法，并确定适用于本次研究的调速方法。
2. 第二周：选取合适的单片机和功率模块，进行系统框图设计、控制程序编写。
3. 第三周：进行电路板设计，并进行调试与测试。
4. 第四周：撰写相关学术论文，总结研究成果。
七、研究难点1. 如何选择合适的单片机和功率模块；2. 如何进行系统框图设计和控制程序编写；3. 如何进行电路板设计和调试测试。
直流调速系统概述
指系统在受到外部干扰时，能够保持稳定运行的 能力。抗干扰能力越强，系统鲁棒性越好。
04 典型直流调速系统分析
单闭环直流调速系统
转速负反馈单闭环调速系统
通过引入转速负反馈，实现转速的无静差调节，提高系统的动态性能和稳态精度 。
电压负反馈单闭环调速系统
通过引入电压负反馈，稳定直流电动机的端电压，从而改善系统的静态特性和动 态性能。
现状
目前，直流调速系统已经广泛应用于各个领域，如工业、交 通、能源等。随着电力电子技术和控制理论的不断发展，直 流调速系统的性能不断提高，应用领域也不断扩展。
应用领域与前景
应用领域
直流调速系统广泛应用于需要精确控制转速的场合，如机床、风机、水泵、压缩机、卷扬机等机械设备，以及电 动汽车、电动自行车等交通工具。
前景
随着工业自动化和智能制造的推进，以及新能源汽车等产业的快速发展，直流调速系统的需求将不断增长。同时， 随着电力电子技术和控制理论的不断进步，直流调速系统的性能将不断提高，应用领域也将不断扩展。未来，直 流调速系统将在更多领域发挥重要作用，推动相关产业的持续发展。
02 直流调速系统组成及工作 原理
流。
多环控制直流调速系统
三环控制直流调速系统
在双闭环的基础上，引入第三个控制环，如位置环、速度环或加速度环等，进一步提高系统的控制精 度和动态性能。
多环串级控制直流调速系统
将多个控制环按照串制。该系统适用于对控制精度和动态性能要求较高的场合。
双闭环直流调速系统
转速、电流双闭环调速系统（ASR+ACR）
在转速负反馈的基础上，引入电流负反馈，构成转速、电流双闭环调速系统。其中， ASR为转速调节器，ACR为电流调节器。该系统具有较快的动态响应和良好的稳态精度。
直流调速系统研究背景意义及国内外现状
直流调速系统研究背景意义及国内外现状直流调速系统研究背景意义及国内外现状 1研究的背景及意义 ..................................................................... (1)2 直流调速系统国内外研究现状 ..................................................................... (2)1研究的背景及意义电气传动技术以电动机控制为控制对象，以微电子装置为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论指导下组成电气传动控制系统。
因电机种类的不同分为直流电动机传动(简称直流传动)、交流电动机传动(简称交流传动)、步进电机传动(简称步进传动)、伺服电动机传动(简称伺服传动)等等。
众所周知，与交流调速系统相比，由于直流调速系统的调速精度高，调速范围广，变流装置控制简单，长期以来在调速传动中占统治地位。
在要求调速性能较高的场合，一般都采用直流电气传动。
目前，通过对电动机的控制，将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。
三十多年来，直流电机传动经历了重大的变革。
首先实现了整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。
同时，控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。
以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。
直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。
由于直流电气传动技术的研究和应用已达到比较成熟的地步，应用相当普遍，尤其是全数字直流系统的出现，更提高了直流调速系统的精度及可靠性。
所以，今后一个阶段在调速要求较高的场合，如轧钢厂、海上钻井平台等，直流调速仍然处于主要地位。
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直流调速系统研究背景意义及国内外现状
1 研究的背景及意义
2 直流调速系统国内外研究现状
1 研究的背景及意义电气传动技术以电动机控制为控制对象,以微电子装置为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论指导下组成电气传动控制系统。
因电机种类的不同分为直流电动机传动(简称直流传动)、交流电动机传动(简称交流传动)、步进电机传动(简称步进传动)、伺服电动机传动(简称伺服传动)等等。
众所周知,与交流调速系统相比,由于直流调速系统的调速精度高,调速范围广,变流装置控制简单,长期以来在调速传动中占统治地位。
在要求调速性能较高的场合,一般都采用直流电气传动。
目前,通过对电动机的控制,将电能转换为机械能进而控制工作机械按给定的运动规律运行且使之满足特定要求的新型电气传动自动化技术已广泛应用于国民经济的各个领域。
三十多年来,直流电机传动经历了重大的变革。
首先实现了整流器的更新换代,以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。
同时,控制电路已经实现高集成化、小型化、高可靠性及低成本。
以上技术的应用,使直流调速系统的性能指标大幅提高,应用范围不断扩大。
直流调速技术不断发展,走向成熟化、完善化、系列化、标准化,在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。
由于直流电气传动技术的研究和应用已达到比较成熟的地步,应用相当普遍,尤其是全数字直流系统的出现,更提高了直流调速系统的精度及可靠性。
所以,今后一个阶段在调速要求较高的场合,如轧钢厂、海上钻井平台等,直流调速仍然处于主要地位。
早期直流传动的控制系统采用模拟分离器件构成,由于模拟器件有其固有的缺点,如存在温漂、零漂电压,构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。
随着计算机控制技术的发展,直流传动系统已经广泛使用微机,实现了全数字化控制。
由于微机以数字信号工作,控制手段灵活方便,抗干扰能力强。
所以,全数字直流调速控制精度和可靠性比模拟直流调速系统大大提高。
而且通过系统总线全数字化控制系统,能与管理计算机、过程计算机、远程电控装置进行交换,实现生产过程的自动化分级控制。
所以,直流传动控制采用微机实现全数字化,使直流调速系统进入一个崭新的阶段。
2 直流调速系统国内外研究现状电力电子技术是电机控制技术发展的最重要的助推器,电力电机技术的迅猛发展,促使了电机控制技术水平有了突破性的提高。
从20世纪60年代第一代电力电子器件-晶闸管(SCR)发明至今,已经历了第二代有自关断能力的电力电子器件-GTR、GTO、MOSFET,第三代复合场控器件-IGBT、MCT等,如今正蓬勃发展的第四代产品-功率集成电路(PIC)。
每一代的电力电子元件也未停顿, 多年来其结构、工艺不断改进,性能有了飞速提高,在不同应用领域它们在互相竞争,新的应用不断出现。
同时电机控制技术的发展得力于微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料技术、自动控制技术和微机应用技术的最新发展成就。
正是这些技术的进步使电动机控制技术在近二十多年内发生了天翻地覆的变化。
早期直流传动的控制器由模拟分??????器件构成,由于模拟器件有其固有的缺点,如存在温漂、零漂电压,构成系统的器件较多,使得模拟直流传动系统的控制精度及可靠性较低。
20世纪70年代以来,利用单片机作为控制器开始在电机控制系统中被广泛使用,如A T89C51等。
在单片机控制系统中,单片机作为系统控制的核心,主要用来完成一些算法,同时还要处理一些输入/输出、显示任务等, 单片机的使用使电动机控制系统的性能得到了很大提高。
微机,出现于20 世纪70 年代,随着大规模及超大规模集成电路制造工艺的迅速发展,微机的性能越来越高,价格越来越便宜。
此外,电力电子的发展,使得大功率电子器件的性能迅速提高。
因此就有可能比较普遍地应用微机来控制电机,完成各种新颖的、高性能的控制策略,使电机的各种潜在能力得到充分的发挥,使电机的性能更符合使用要求,还可以制造出各种便于控制的新型电机,使电机出现新的面貌。
比较简单的电机微
机控制,只要用微机控制继电器或电子开关元件使电路开通或关断就可以了。
在各种机床设备及生产流水线中,现在已普遍采用带微机的可编程控制器,按一定的规律控制各类电机的动作。
对于复杂的电机控制,则要用微机控制电机的电压、电流、转矩、转速、转角等等,使电机按给定的指令准确工作。
通过微机控制,可使电机的性能有很大的提高。
传统的直流电机和交流电机各有优缺点,直流电机调速性能好,但带有机械换向器,有机械磨损及换向火花等问题。
交流电机,不论是异步电机还是同步电机,结构都比直流电机简单,工作也比直流电机可靠,但在频率恒定的电网上运行时,它们的速度不能方便而经济地调节。
电机调速系统采用微机实现数字化控制,是电气传动发展的主要方法之一。
从80 年代中后期起,世界各大电气公司都在竞相开发数字式调速传动装置,当流调速已发展到一个很高的技术水平:功率元件采用可控硅;控制板采用表面安装技术;控制方式采用电源换相、相位控制。
特别是采用了微机及其他先进技术, 使数字式直流调速装置具有很高的精度、优良的控制性能和强大的抗干扰能力, 在国内外得到广泛的应用。
数字化直流调速装置作为最新控制水平的传动方式更显示了强大优势。
数字化直流调速系统不断推出,为工程应用提供了优越的条件。
采用微机控制后,整个调速系统实现全数字化,结构简单,可靠性高,操作维护方便,电机稳态运行时转速精度可达到较高水平。
直流电机具有优良的调速特性,调速平滑, 调速范围广,过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动, 制动和反转,能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求。
由于微机具有较佳的性能价格比,所以微机在工业过程及设备控制中得到日益广泛的应用。