课程设计任务书
学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 自动化学院 题 目: 带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统建模与仿真 初始条件：
1．技术数据
直流电动机：PN=3KW , UN=220V , IN=17.5A , nN=1500r/min , Ra=1.25Ω 堵转电流 Idbl=2IN , 截止电流 Idcr=1.5IN ，GD2=3.53N.m2 三相全控整流装置：Ks=40 , Rrec=1. 3Ω 平波电抗器：RL=0. 3Ω
电枢回路总电阻 R=2.85Ω ，总电感 L=200mH , 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：系统稳定
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，负载电机不可逆运行，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) 根据指标要求进行动态校正，选择调节器的参数，并确定电流截止负反馈环节的相关参数，
(3) 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) 根据带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统原理图, 分析转速调节器和电流截止负反馈的作用,
(3) 通过对调节器参数设计, 得到转速和电流的仿真波形，并由仿真波形通过MATLAB来进行调节器的参数调节。
(4) 绘制带电流截止负反馈转速单闭环直流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： 系主任（或责任教师）签名：
年 月 年 月 日 日
目录
1主电路设计 .............................................................. 1
1.1变压器的参数计算与设计 ............................................. 1 1.2主电路结构选择 ..................................................... 1 1.3晶闸管元件参数的计算 ............................................... 2 1.4平波电抗器参数的设计与计算 ......................................... 2 1.5保护电路的设计 ..................................................... 2 2带电流截止负反馈的闭环直流调速系统控制电路 .............................. 3
2.1闭环调速控制系统 ................................................... 3 2.2带电流截止负反馈闭环控制系统 ....................................... 3 2.3调节器设定 ......................................................... 7 3参数计算与仿真 .......................................................... 8
3.1基本参数计算 ....................................................... 8 3.2电流截止负反馈环节参数计算与设计 ................................... 9 3.3调节器的参数设计 .................................................. 10 3.4系统建模与仿真 .................................................... 12 4总电气图 ............................................................... 19 5心得体会 ............................................................... 20 参考文献 ................................................................. 21
摘要
带电流截止负反馈的闭环直流调速系统的在对调速精度要求不高的，大功率容量的
电机中的应用是非常广泛的，它具有控制简单方便，调速性能较好，设备成本低等的优点。
本次设计是基于对组成调速系统的两个主要部分：主电路，包括主回路方案的确定、元器件的参数计算和选型、触发电路和保护环节；控制电路，包括转速负反馈环节的参数计算、电流截止负反馈环节的参数计算，电流检测环节和调节器的设计的分析、参数计算和设计，并且用仿真波形通过MATLAB来进行调节器的参数调节。
关键词：直流电机 电流截止负反馈 主电路 控制电路
武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书
带电流截止负反馈转速单闭环直流调速
系统建模与仿真
1主电路设计
1.1变压器的参数计算与设计
变压器副边电压采用如下公式进行计算：
U?Udmax?nUT?I??A??cos??CUminsh?I2N???
已知Udmax?220V，取UT?1V，n?2，A?2.34，??0.9，?min?10，Ush?0.05，
220?2?1I2?110V ?1,C?0.5,则U2?2.34?0.9?0.9848?0.5?0.05?1?I2N因此变压器的变比近似为：K?U1?380?3.45
U2110一次侧和二次侧电流I1和I2的计算 I1=1.05×287×0.861/3.45=75A I2=0.861×287=247A 变压器容量的计算
S1=m1U1I1=3×380×75=85.5kVA S2=m2U2I2=3×110×247=81.5kVA
S=0.5×(S1+S2)=0.5×(85.5+81.5)=83.5kVA
因此整流变压器的参数为：变比K=3.45，容量S=83.5kVA
1.2主电路结构选择
本设计采用桥式整流电路，其主要特点如下：输出电压高，纹波电压小，管子所承受的最大反向电压较低，电源变压器充分利用，效率高。
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带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统建模与仿真
