运控课设

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：自动化1204 指导教师：饶浩彬工作单位：自动化学院

题目: 逻辑无环流直流可逆调速系统设计4

初始条件：

1．技术数据及技术指标：

直流电动机：P N=3KW , U N=220V , I N=17.5A , n N=1500r/min , R a=1.25Ω

最大允许电流I dbl=2I N, GD2=3.53N.m2

三相全控整流装置：K s=40 , R rec=1. 3Ω

平波电抗器：R L=0. 3Ω

电枢回路总电阻R=2.85Ω，总电感L=200mH ,

滤波时间常数：T oi=0.002s , T on=0.01s,

其他参数：U nm*=10V ,U im*=10V , U cm=10V

σi≤5% , σn≤10%

要求完成的主要任务:

1．技术要求：

(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机可逆运行，具有较宽的调速范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作

(2) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续

2．设计内容：

(1) 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图

(2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）

(3) 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求

(4) 绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）

(5) 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书

时间安排：

课程设计时间为一周半，共分为三个阶段：

（1）复习有关知识，查阅有关资料，确定设计方案。约占总时间的20% （2）根据技术指标及技术要求，完成设计计算。约占总时间的40% （3）完成设计和文档整理。约占总时间的40%

指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日

目录

摘要 (4)

1设计任务及要求 (5)

1.1设计任务 (5)

1.2设计要求 (6)

2系统结构设计 (6)

2.1 方案论证 (6)

2.2系统设计 (6)

3调节器的设计 (7)

3.1电流调节器的设计 (7)

3.1.1确定电流调节器的时间常数 (7)

3.1.2设计电流调节器结构 (7)

3.1.3校验近似条件 (8)

3.1.4计算调节器电阻和电容 (9)

3.2速度调节器的设计 (9)

3.2.1电流环的等效闭环传递函数 (9)

3.2.2确定转速调节器的时间常数 (10)

3.2.3转速调节器结构设计 (10)

3.2.4校验近似条件 (11)

4系统主电路设计 (12)

4.1主电路原理及说明 (12)

4.2主电路参数设计 (13)

4.3保护电路设计 (14)

5控制及驱动电路设计 (15)

5.1调节器结构组成及说明 (15)

5.2逻辑控制器的设计 (16)

5.3触发电路设计 (18)

7总结与体会 (21)

参考文献 (22)

摘要

两组晶闸管装置反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一，这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点，但也会产生环流。为保证系统安全，必须消除其中的环流。所谓逻辑无环流系统就是在一组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲，使该组晶闸管完全处于阻断状态，从根本上切断环流通路。这种系统不仅能实现逻辑无环流可逆调速，还能实现回馈制动。本文对逻辑无环流直流可逆调速系统进行了设计，并且计算了电流和转速调节器的参数。

关键词：逻辑无环流、可逆直流调速系统、逻辑控制器、ACR、ASR

1设计任务及要求

1.1设计任务

设计一个逻辑无环流直流可逆调速系统，基本技术数据如下：1．技术数据：

晶闸管整流装置：R

rec =0.5Ω，K

s

=40。

负载电机额定数据：P

N =8.5KW，U

N

=230V，I

N

=37A，n

N

=1450r/min，R

a

=1.0Ω，

I

fn

=1.14A，GD2=2.96N.m2

系统主电路：T

m =0.07s，T

l

=0.017s

2．技术指标

稳态指标：无静差（静差率s≤2, 调速范围D≥10）

动态指标：电流超调量：≤5%，起动到额定转速时的超调量：≤8%，（按退饱和方式计算）

直流电动机：P

N =3KW , U

N

=220V , I

N

=17.5A , n

N

=1500r/min , R

a

=1.25Ω

堵转电流 I

dbl =2I

N

, 截止电流 I

dcr

=1.5I

N

，GD2=3.53N.m2

三相全控整流装置：K

s =40 , R

rec

=1. 3Ω

平波电抗器：R

L

=0. 3Ω

电枢回路总电阻 R=2.85Ω，总电感 L=200mH ,

电动势系数： (C

e

= 0.132V.min/r)

系统主电路：(T

m =0.16s ，T

l

=0.07s)

滤波时间常数：T

oi =0.002s , T

on

=0.01s,

其他参数：U

nm *=10V , U

im

*=10V , U

cm

=10V ，σ

i

≤5% , σ

n

≤10

分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。确定调速系统主电路元部件及其参数。动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。

绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）。