毕业设计论文-直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系统建模及仿真-电气工程及其自动化

电气与电子信息工程学院

《控制系统课程设计》

课程设计报告

名称：直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系统建模及仿真专业名称：电气工程及其自动化

班级：级（专升本）班

学号：

姓名：

指导教师：

设计地点：

课程设计任务书

2014～2015学年第一学期

学生姓名：专业班级：电气工程及其自动化级专升本班

指导教师：工作部门：电气教研室

一、课程设计题目：直流调速系统设计及仿真和交流调压调速系统建模及仿真

二、设计目的：

《控制系统课程设计》是继“自动控制系统”课之后开设的实践性环节课程。由于它是一门理论深、综合性强的专业课，单是学习理论而不进行实践将不利于知识的接受及综合应用。本课程设计将起到从理论过渡到实践的桥梁作用,通过该环节训练达到下述教学目的：

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方面的基本知识、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，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，达到培养学生综合应用所学知识能力、培养学生实际查阅相关设计资料能力的目的、培养学生工程绘画和编写设计说明书的能力。

3、通过课程设计，提高学生理论联系实际，综合分析和解决实际工程问题的能力。通过它使学生理论联系实际，以实际系统作为实例，对系统进行分析设计，掌握控制系统设计必须遵循的原则、基本内容、设计程序、设计规范、设计步骤方法及系统调试步骤。通过设计培养学生严肃认真、一丝不苟和实事求是的工作作风。培养学生的创新意识和创新精神，为今后走向工作岗位从事技术打下良好基础。

三、课程设计内容（含技术指标）

1．直流调速系统设计及仿真题目和设计要求

不可逆直流调速系统设计：设计数据：直流电机额定功率P N=10KW；额定电压UN=220V, 额定电流I N=55A,极对数2P=4,转速n N=1000r/min；电枢电感L D=7mH；电枢电阻Ra=0.5Ω ,励磁电压U L=220V, 励磁电流I L=1.6A；要求系统调速范围D=10,S≤ 5%，电流脉动系数Si≤10%。

设计要求:

1、调速方案选择及确定

2、主电路计算和元件选择

3、触发电路设计选择

4、控制回路设计元件选择和指标校验

5、辅助电路设计及选择

6、PCB板设计(选做)

7、调试方案制订

8、对系统进行仿真

9、上交设计说明书，原理图

2．交流调速系统建模及仿真

系统设计数据技术数据：380V，50HZ，三相交流供电电源

鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率PN=2.2kW，额定电压UN=380v，额定电流IN=10A，额定转速n N=1460r/min,，J=0.2kg²m2，Rs=0. 5Ω，Rr=2Ω，P=2。建立交流调压调速系统的仿真模型，并进行参数设置。做出仿真结果，上交说明书。

四、设计进度安排

序号设计内容所用时间

1 布置任务，查阅资料及调研。1天

2 直流系统部分方案的选择论证1天

3 直流部分主电路设计1天

4 直流部分控制电路设计1天

5 直流部分仿真实验及校验及绘制电路图1天

6 针对交流部分任务查资料并进行原理分析1天

7 交流部分建模1天

8 交流系统仿真调试1天

9 交流系统仿真调试答辩1天

10 答辩、撰写设计报告书1天

11 合计10天

五、设计报告

本课程设计的任务包括两部分内容：直流调速系统的设计并校验和交流调速建模与仿真。

(一)直流调速系统设计部分提交:

1．题目及技术要求

2．系统方案和总体结构。

3．系统工作原理介绍。

4．具体设计说明：包括主电路和控制电路。

5．元件明细表。

6．系统原理图：绘制原理图纸一张。

7.指标校验与仿真实现。

8.仿真模型和仿真结果.

9.画PCB板图(选做)。

(二)交流部分提交

对给定的调系统进行原理分析、建模与仿真,并提交仿真结果。

六、考核方式及成绩评定

评定项目基本内涵分值

设计过程考勤10分

自行设计、态度认真、按进度完成任务等10分设计报告完成设计任务30分

报告规范性、参考文献充分等情况10分

设计报告创新性、雷同率等情况10分答辩回答问题情况30分

总分100分

0～100分：优；80～89分：良；70～79分：中；60～69分，及格；60分以下：不及格

指导教师：

2014年10月

教研室主任签名：

2014年10月 10日

本文设计的是一个10KW直流电动机直流调速系统以及交流调压调速系统建模及仿真。

在直流电动机调速系统中，根据所给直电动机参数来设计主回路，控制回路。再根据要求建立起动态数学模型。系统采用三相全控桥式整流电路供电方案，以提高供电质量。主变压器采用D/Y 联结。从而辟免三次谐波电动势的不良影响，减速小了三次谐波电流对电源的干扰。触发电路选用集成电路KJ004组成六脉冲触发器，不仅提高了系统的可靠性，也使线路简单，装置体积小。总体方案采用减压调速，故励磁保持恒定。故励磁绕组采用三相不可控桥式整流电路供电。

在交流调压调速系统中，先根据交流异步电动机的数学模型，推导出交流异步电动机与交流电压的关系，再利用M|ATLAB的Sinulink工具箱中的Power System Blockset 库中基本仿真模型的组合，实现交流调压调速系统的模拟仿真。通过修改参数（如给定，负载，调节器参数等）得到不同情况下的仿真结果，从而对交流调压调速系统进行分析研究。

关键词：直流调速；交流调压调速