课程设计任务书
学生姓名： 陈振健 专业班级： 电气1005 指导教师： 饶浩彬 工作单位： 自动化学院 题 目: V-M双闭环直流可逆调速系统设计2 初始条件：
1．技术数据及技术指标：
直流电动机：PN=55KW , UN=220V , IN=287A , nN=1500r/min , Ra=0.1Ω 最大允许电流 Idbl=1.5IN , 三相全控整流装置：Ks=30 , 电枢回路总电阻 R=0.15Ω ， 电动势系数：
系统主电路：Tm=0.12s ，Tl=0.012s 滤波时间常数：Toi=0.002s , Ton=0.012s, 其他参数：Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V 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V-M双闭环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： 系主任（或责任教师）签名：
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目录
摘要 ............................................................................................................................................ 1 1设计任务及要求 ....................................................................................................................... 2
1.1技术数据及技术指标： ................................................................................................. 2 1.2要求完成的任务 ............................................................................................................ 2 2V-M可逆直流调速系统主回路 ................................................................................................. 3
2.1系统工作原理 ................................................................................................................ 3 2.2环流问题 ....................................................................................................................... 3 3调速系统设计 .......................................................................................................................... 5
3.1调速系统原理图 ............................................................................................................ 5 3.2平波电抗器的选择 ........................................................................................................ 6 3.3变压器的选择 ............................................................................................................... 7 3.4晶闸管的选择 ................................................................................................................ 7 3.5保护电路的设计 ............................................................................................................ 8 4电流调节器的设计 ................................................................................................................... 8
4.1电流环结构框图 ........................................................................................................... 8 4.2电流环参数计算 ............................................................................................................ 9 5转速调节器的设计 .................................................................................................................. 11 5.1转速环结构框图 ................................................................................................................... 11
5.2转速环参数的计算 ...................................................................................................... 11 5.3校核转速超调量 ........................................................................................................... 13 6电气原理总图 ......................................................................................................................... 14 7总结 ........................................................................................................................................ 15 参考文献 .................................................................................................................................... 16
摘要
转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广的直流调速系统。转速反馈控制直流调速系统用PI调节器实现转速稳态无静差。采用电流负反馈能够得到近似的恒流过程，得到很到的动态过渡过程。实际设计中常采用转速、电流双闭环控制系统，一般使电流环(ACR)作为控制系统的内环，转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。本文是按照工程设计的方法来设计转速和电流调节器的。使电动机满足所要求的静态和动态性能指标。电流环应以跟随性能为主，即应选用典型Ⅰ型系统，而转速环以抗扰性能为主，即应选用典型Ⅱ型系统为主。调节系统主回路反并联两组晶闸管分别调节电机正反转动，实现V-M双闭环直流可逆调速系统。 关键词：直流双闭环调速 可逆 电流调节器 转速调节器
1设计任务及要求
1.1技术数据及技术指标：
直流电动机：PN=55KW , UN=220V , IN=287A , nN=1500r/min , Ra=0.1Ω 最大允许电流 Idbl=1.5IN , 三相全控整流装置：Ks=30 , 电枢回路总电阻 R=0.15Ω ， 电动势系数：
系统主电路：Tm=0.12s ，Tl=0.012s 滤波时间常数：Toi=0.002s , Ton=0.012s, 其他参数：Unm*=8V , Uim*=8V , Ucm=8V σi≤5% , σn≤10%
1.2要求完成的任务
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V-M双闭环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
理工大学V-M双闭环直流可逆调速系统设计
