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电力拖动课程设计报告

课程设计说明书(论文) 题目转速单闭环直流系统的仿真

课程名称电机控制设计

院系

专业电气工程及其自动化

班级

学生姓名

学号

设计地点

指导教师

课程设计任务书

课程名称电机控制技术

(院系.部中心)

专业电气工程及其自动化

班级

起止日期

指导教师

一、摘要

《运动控制系统》是自动化专业专业的一门主要专业课。课程的主线是控制系统的原理和设计，应该通过理论和实际相结合，应用自动控制系统

理论解决电力拖动控制系统的分析和设计问题，在运用中注重控制规律。

本文通过利用Matlab 仿真平台设计单闭环直流调速系统，，包括单闭环直流调速系统的基本构成和工作原理、对所设计系统的静态性能指标和动态性能指标进行分析、根据动态性能指标设计调节器、根据设计任务书的具体要求设计出系统的Simulink 仿真模型，验证所设计系统的性能、根据设计任务书的具体要求给出所设计系统的性能指标：上升时间r t 、超调量%p 、调节时间s t 、最大启动电流max d I 、稳态误差ss e 。从而使学生更系统地掌握所学知识并能够应用运动控制系统设计规范、计算手册和计算机辅助设计软件进行运动控制系统的结构设计和参数计算。

二、总体方案设计

1、控制原理

根据设计要求，所设计的系统应为单闭环直流调速系统，选定转速为反馈量，采用变电压调节方式，实现对直流电机的无极平滑调速。

所以，设计如下的原理图：

图1、单闭环直流调速系统原理图

转速用与电动机同轴相连的测速电机产生的正比于转速的电压信号反馈到输入端，再与给定值比较，经放大环节产生控制电压，再通过电力电子变换器来调节电机回路电流，达到控制电机转速的目的。

这里，电压放大环节采用集成电路运算放大器实现，主电路用晶闸管可控整流器调节对电机的电源供给。

所以，更具体的原理图如下：

图2、单闭环直流调速系统具体原理图

2、控制结构图

有了原理图之后，把各环节的静态参数用自控原理中的结构图表示，

就得到了系统的稳态结构框图。

图3、单闭环直流调速系统稳态结构框图

同理，用各环节的输入输出特性，即各环节的传递函数，表示成结构图形式，就得到了系统的动态结构框图。

由所学的相关课程知：放大环节可以看成纯比例环节，电力电子变换环节

是一个时间常数很小的滞后环节，这里把它看作一阶惯性环节，而额定励磁下的直流电动机是一个二阶线性环节。

所以，可以得到如下的框图：

图4、单闭环直流调速系统动态结构框图

三、参数计算

设计完系统框图，就可以用已知的传递函数结合设计要求中给定的参数进行对系统静态和动态两套参数的计算。以便于后续步骤利用经典控制论对系统的分析。

为了方便以下的计算，每个参数都采用统一的符号，这里先列出设计要求中给出的参数及大小：

电动机：P N=10kw U N=220v I dN=55A n N=1000rpm R a=0.5Ω

晶闸管整流装置：二次线电压E2l=230v K s=44

主回路总电阻：R=1Ω

测速发电机：P Nc=23.1kw U Nc=110v I dN=0.21A n Nc=1900rpm

系统运动部分：飞轮矩GD2=10Nm2

电枢回路总电感量：要求在主回路电流为额定值10﹪时，电流仍连续

2、动态参数设计计算

在经典控制论中，动态分析基于确定系统的传函，所以要求出传函并根据已知求的传函中的未知参数，再用劳斯判据得出系统稳定性，在稳定的基础上再加校正以优化系统，使稳、准、快指标平衡在要求范围内的值上。

由图4，得系统开环传函

其中,T s 晶闸管装置滞后时间常数

T m 机电时间常数 T l ：电磁时间常数

○

1主电路电感值L 根据要求在主回路电流为额定值10﹪时，电流仍连续。

结合抑制电流脉动的措施中关于L 的讨论，得：

)

1)(1()(m 2m s +++=

s T s T T s T K

s W l

公式：

其中，整流变压器副边额定相电压（二次相电压）

得：L=0.017H

○2其他未知参数计算电磁时间常数

机电时间常数

对于三相桥式整流电路，晶闸管装置的滞后时间常数为 T s = 0.00167 s

系统传函为：

四、稳定性分析

稳定是系统首要的条件，一切的分析只有建立在稳定的基础上才有意义。

1、基于经典自控理论得分析根据系统闭环传函

111)(1)1()1)(1(/1)1)(1(/)(s m 2s m 3s m e s

p m 2m s e s p m 2m s e s p c +++++++++=

+++++++=s K

T T s K T T T s K T T T K C K K s T s T T s T C K K s T s T T s T C K K s W l l l l l α））（（）（1s 075.0s 001275.01s 00167.058

.55s W 2

+++=s

075.01925

.0301925.03750.110375m e 2m =????==π

C C R G

D T s 017.00

.1017

.0==

=R L

T l V 8.1323

230

322===l U U min

d 2693

.0I U L =

应用三阶系统的劳斯-赫尔维茨判据，系统稳定的充分必要条件是

代入整理得：

或

所以：

把所得参数代入

就是说，k 小于49.4系统才稳定。

但是，按稳态调速性能指标要求计算出的要K ≥53.3 它们是矛盾的。

所以，当前的系统是不满足要求的。

在转速负反馈单闭环有静差调速系统中实减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud 较之负载变化前是增加减少还是不变？

答：答：

（1）Ud 减小。因负载减小，转速上升，反馈电压增加，给定电压一定，偏差电压减小，控制电压减小，故输出电压减小。

（2）n 不变，U d 增加。转速负反馈调速系统转速仅取决于给定电压，故不变

在转速负反馈单闭环有静差调速系统中当下列参数变化时系统是否有调节作用？为什么？

（1）放大器的放大系数Kp 。（2）供电电网电压Ud 。（5）转速反馈系数α。

答：1）有。假设Kp 减小，则控制电压减小，则电力电子变换器输出减小，则电动机转速下降；而电动机转速下降，则反馈电压减小，则偏差电压增大，则控制电压增大，则转

.49)(s

s s m =++

s s m )(T T T T T T K l l ++<

s m s )1())((T T K T T T T l l +>++0111)(s

m s m s m >+-++?++K T T T K T T K T T T l l 0000030213210>->>>>a a a a a a a a ，，，，0111)(1s

m 2s m 3s m =++++++++s K

T T s K T T T s K T T T l l

（2）有。

（5）没有。

直流电动机有哪几种调速方法？个有什么特点？

答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻。

体会心得

通过这次单闭环负反馈直流调速系统设计与仿真，我学会了MATLAB及其其中的仿真工具Simulink，对所设计的单闭环负反馈直流调速系统的阶跃信号进行了仿真，并绘制出各单位扰动曲线。由仿真曲线结果表明：MATLAB的Simulink对调速系统进行仿真，可以迅速直观的分析出系统的动态性能，从而使系统的分析和设计变得更加方便，从而使很大程度上提高了系统的设计效率。通过此次实验对单闭环系统有了更专业的了解。

基于Matlab的电力电子技术课程设计报告

《电力电子技术》课程设计报告题目：基于Matlab的电力电子技术仿真分析专业：电气工程及其自动化班级：电气2班学号：Z01114007 姓名：吴奇指导教师：过希文安徽大学电气工程与自动化学院 2015年 1 月7 日

中文题目基于Matlab 的电力电子技术仿真分析一、设计目的（1）加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；（2）掌握电力电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力；（3）学习Matlab 仿真软件及各模块参数的确定。二、设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：（1）根据设计题目要求的指标，通过查阅有关资料分析其工作原理，设计电路原理图；（2）利用MATLAB 仿真软件绘制主电路结构模型图，设置相应的参数。（3）用示波器模块观察和记录电源电压、控制信号、负载电压、电流的波形图。三、设计内容（1）设计一个降压变换器（Buck Chopper ），其输入电压为200V ，负载为阻感性带反电动势负载，电阻为2欧，电感为5mH ，反电动势为80V 。开关管采用IGBT ，驱动信号频率为1000Hz ，仿真时间设置为0.02s ，观察不同占空比下（25%、50%、75%）的驱动信号、负载电流、负载电压波形，并计算相应的电压、电流平均值。然后，将负载反电动势改变为160V ，观察电流断续时的工作波形。（最大步长为5e-6，相对容忍率为1e-3，仿真解法器采用ode23tb ）（2）设计一个采用双极性调制的三相桥式逆变电路，主电路直流电源200V ，经由6只MOSFET 组成的桥式逆变电路与三相阻感性负载相连接，负载电阻为1欧，电感为5mH ，三角波频率为1000Hz ，调制度为0.7，试观察输入信号（载波、调制波）、与直流侧假想中点N ‘的三相电压Uun ’、Uvn ’、Uwn ’，输出线电压UV 以及负载侧相电压Uun 的波形。四、设计方案实验1：降压变换器 dc-dc 变流电路可以将直流电变成另一固定电压或可调电压的直流电，包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。其中，直接直流变流电路又称为斩波电路，功能是将直流电变为另一直流电。本次实验主要是在Matlab 中设计一个降压斩波电路并仿真在所给条件下的波形和数值与理论计算相对比。降压斩波电路原理图如下所示，该电路使用一个全控型器件V ，这里用IGBT ，也可采用其他器件，例如晶闸管，若采用晶闸管，还需设置使晶闸管关断的辅助电路。为在V 关断时给负载中电感电流提供通道，设置了续流二极管VD 。斩波电路主要用于电子电路的供电电源，也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等，后两种情况下负载中均会出现反电动势，图中用m E 表示。若无反电动势，只需令0m E ，以下的分析和表达式中均适用。

电气传动课程设计报告-

电气传动课程设计班级：06111102 姓名：古海君学号：1120111573 其它小组成员：余德本梁泽鹏王鹏宇 2014．10．2

摘要本次课程设计要求设计并调试出直流双闭环调速系统。通过搭建电流环（内环）和转速环（外环）使系统稳态无静差，动态时电流超调量小于5%，并且空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。系统的驱动装置选用晶闸管，执行机构为直流伺服电动机。本文首先明确了课程设计任务书，对其中的相关概念进行分析。之后对课题的发展状况进行调研，了解双闭环调速系统在现代工业中的应用意义和价值。然后对实验条件作了详细介绍，包括实验台各个组成部分以及实验设备的选型和工作原理。以上内容均为课程设计准备工作，之后重点记录了实验的测试、仿真和调试过程。其中，测试部分详细介绍了各个电机参数和系统参数测试方法和数据结果，并利用这些数据计算调节器的参数；仿真部分利用matlab软件通过已经求得的参数得出计算机仿真结果，并观察是否满足任务书要求；调试部分是核心，给出了现场调试全部过程并配以图片加以说明。文章最后给出测试结果从而

得出结论，并论述了实验注意事项并加以总结。转速电流双闭环直流调速系统是性能优良，应用广泛的直流调速系统,，它可以在保证系统稳定性的基础上实现转速无静差，并且具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点。转速电流双闭环直流调速系统的控制规律、性能特点和设计方法是各种交、直流电力拖动自动控制系统的重要基础，值得更加深入的学习研究。

目录一、课程设计任务书 (1) 二、课题的发展状况研究意义 (1) 三、设备选型 (2) 四、实验台简介 (4) 五、参数测试 (7) 六、参数设计 (15) 七、系统调试 (18) 八、系统测试结果 (26) 九、实验室安全及实验过程注意事项 (27) 十、总结和心得体会 (28) 参考文献 (28) 附1：实验过程中遇到问题及解决方法 (29) 附2：小组分工，个人主要工作及完成情况 (30)

电力电子课设(参考版)

一总体方案设计级总体框图 1、1总体方案设计根据任务湖中的，本次设计的是dcdc降压变换器。DC-DC变换器有两类：一类由两级电路组成DC-AC-DC变换，第一级为逆变，实现DC-AC变换，第二级为整流，实现AC-DC变换。另一类变换器由晶体管和二极管开关组合成PWM开关，将输入直流电压斩波后，再经滤波后输出。由于第一类比较复杂，方针起来比较麻烦。第二类简单方便，比较贴合课本中的知识。第二类 dcdc降压电路有以下几种： BUCK PWM变换器在CCM下的工作原理（如图2-2）：一个开关周期内，开关晶体管的开，关过程将直流输入电压斩波，形成脉宽为onT的方波脉冲（onT为开关管导通时间）。当开关晶体管导通时，二极管关断，输入端直流电流电源Vi将功率传送到负载，并使用电感储能（电感电流上升）：当开关晶体管关断时，二极管导通，续流，电感储能向负载释放（电感电流下降）。一个开关周期内，电感电流的平均值等于负载电流OI（忽略滤波电容C的ESR）。根据原理和电路拓扑可以推导出工作在CCM 下的DC-DC PWM变换器的输出-输入电压变换比: DVi Vo （2-1）

占空比D总是小于1的，所以BUCK变换器是一种降压变换器。升降压型BUCK-BOOST技术图2-4 升降压反极性（BUCK-BOOST）变换器电路拓扑如图2-4所示，极性反转型（BUCK-BOOST）变换器主电路如用元器件与BUCK，BOOST变换器相同，由开关管，储能电感，整流二极管及滤波电容等元器件组成。这种电路具有BUCK变换器降压和BOOST变换器升压的双重作用。升压还是降压取决与 PWM驱动脉冲的占空比D。虽然输入与输出共用一个连接端，但输出电压的极性与输入电压是相反的，故称为降压反极性变换器。，根据我们的设计要求，是要求把12-18V的直流电压转换到5V的直流电压，那么分析后可得降压型BUCK转换技术最适合这次设计。 1、2总体框图设计

供用电系统课程设计报告

供用电系统课程设计（报告书范例）姓名：班级：学号：时间：

工厂供电课程设计任务书一、设计题目：XX机械厂降压变电所的电气设计。二、设计要求：要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。三、设计依据： 1.工厂总平面图： 2.工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为2500h，日最大负荷持续时间为5h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。电气照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表1所示。

表1 工厂负荷统计资料 3.供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供电协议规定，本厂可由附近一条10KV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为1.5m；干线首端（即电力系统的馈电变电站）距离本厂约7km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联

络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为50km，电缆线路总长度为20km。 4.气象资料：本场所在地区的年最高气温为35o C，年平均气温为23o C，年最低气温为-8o C，年最热月平均最高气温为33o C，年最热月平均气温为26 o C，年最热月地下0.8m处平均温度为250C。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。 5.地质水文资料：本厂所在地区平均海拔500m，地层以沙粘土为主；地下水位为1m。 6.电费制度：本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为15元/kVA，动力电费为0.2元/kW.h，照明（含家电）电费为0.5元/kW.h。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费：6~10kV为800元/kVA。四、设计任务：要求在规定时间内独立完成下列工作量： 1、设计说明书，需包括： 1）前言。2）目录。3）负荷计算和无功功率补偿。4）变电所位置和型式的选择。5）变电所主变压器台数和容量、类型的选择。6）变电所主结线方案的设计。7）短路电流的计算。8）变电所一次设备的选择与校验。9）变电所进出线的选择和校验。10）变电所继电保护的方案选择。11）附录——参考文献。

电机拖动课程设计

《电机与拖动》课程设计说明书提升料车电机拖动系统设计学生姓名学生学号学院名称信电工程学院专业名称电气工程及其自动化指导教师 2015年1月18日

摘要该系统由电动机提供原动力，经减速器减速拖动钢丝绳来提升或下放料车。料车到达最高点和最低点是由行程开关自动关断。当提升料车时，按下提升按钮，电动机开始运转，带动传动装置运转，通过减速器将电动机的高转速降为低转速，再通过皮带传递给钢丝绳轮，然后钢丝绳轮开始转动，再通过定滑轮将料车提升，当料车到达顶部时，触碰到行程开关，电动机停止运转，料车停止上升。当卸料完成后，按下放按钮，电动机反转，原理跟上升时相同，到达地面时，触碰到行程开关，电动机停止转动，料车停止下放。关键词电动机；拖动；传动装置；减速器

目录 1设计题目及要求 (1) 1.1设计题目 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3设计思路 (1) 2系统结构及工作原理的分析 (2) 2.1系统结构组成分析 (2) 2.2系统工作原理概述 (2) 3电动机的选择 (3) 3.1类型的选择 (3) 3.2 提升系统的负载功率 (3) 3.3确定电动机转速 (3) 3.4确定电动机型号 (4) 4电动机的校验 (5) 4.1发热校验 (5) 4.2检验过载能力 (5) 4.3校验起动能力 (5) 5减速器的选择 (7) 5.1总传动比的计算 (7) 5.2分配各级传动比 (7) 6系统原理电路图及运行分析 (8) 6.1系统原理电路图 (8) 6.2运行分析 (8) 总结 (10) 参考文献 (11) 附录 (12)

1设计题目及要求 1.1设计题目拖动对象为一料车提升系统。右图所示，料车在轨道下部装料，装完料后提升至上部料仓卸载。装料时间为3分钟，卸载时间不计，提升及下放速度最大值不超过0.4米/秒，料仓距轨道底部15米，料车自重40公斤，每次装料100公斤，企业每天分三班工作，每班提升25次，提升为接班后即开始至提升25次结束。系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。工作现场只有三相四线制380v 交流电源，电网最大电压波动5%，通风良好，环境干燥，现场无防爆要求。 1.2设计要求 1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。 2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。 3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。 1.3设计思路为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。并且滑轮等传送比为100%。设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。

电力电子技术课程设计报告

课程设计说明书设计题目：单相交流调压技术专业班级： 2009级电气工程及其自动化姓名：王昊学号： 0915140068 指导教师：褚晓锐 2011年12月23日（提交报告时间）

一.课程设计题目：单项交流调压技术的工程应用二.课程设计日期: 2011年12月19日三．课程设计目的： “电力电子技术”课程设计是在教学及实验基础上，对课程所学理论知识的深化和提高。因此，要求学生能综合应用所学知识，设计出具有电压可调功能的直流电源系统，能够较全面地巩固和应用本课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌整流电路设计的基本方法。培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力；培养分析、总结及撰写技术报告的能力。四．课程设计要求： :按课程设计指导书提供的课题，根据第下表给出的基本要求及参数独立完成设计，课程设计说明书应包括以下内容： 1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的具体型号。 4、确定变压器变比及容量。 5、确定平波电抗器。 7、触发电路设计或选择。 8、课程设计总结。 9、完成4000字左右说明书，有系统电气原理图，内容完整、字迹工整、图表整齐规范、数据详实。设计技术参数工作量工作计划 1、单相交流220V电源。 2、交流输出电压U d 在0～220V连续可调。 3、交输出电2000W。1、方案的经济技术论证。 2、主电路设计。 3、通过计算选择整流器件的具体型号。第一周：周一：收集资料。周二～三：方案论证。周四：主电路设计。

4、触发电路设计。 5、绘制主电路图。周五：理论计算。第二周：周一：选择器件的具体型号周二～三：触发电路设计。。周四～五：总结并撰写说明书。五．课程设计内容：设计方案图及论证将一种交流电能转换为另一种交流电能的过程称为交流-交流变换过程，凡能实现这种变换的电路为交流变换电路。对单相交流电的电压进行调节的电路。用在电热控制、交流电动机速度控制、灯光控制和交流稳压器等场合。与自耦变压器调压方法相比，交流调压电路控制方便，调节速度快，装置的重量轻、体积小，有色金属消耗也少。结构原理简单。该方案是由变压器、触发电路、整流器、以及一些电路构成的，为一台电阻炉提供电源。输入的电压为单相交流220V ，经电路变换后，为连续可调的交流电。各部分电路作用 220V 交流输入部分作用：为电路提供电源，主要是市电输入。调压环节的作用：将交流220V 电源经过变压器、整流器等电路转换为连续可调的交 220V 交流输入调压环节输出连续可调的交流电触发电路

电力电子技术课程设计范例

电力电子技术课程设计题目：直流降压斩波电路的设计专业：电气自动化班级：14电气姓名：周方舟学号：指导教师：喻丽丽

目录一设计要求与方案 (4) 二设计原理分析 (4) 2.1总体结构分分析 (4) 2.2直流电源设计 (5) 2．3主电路工作原理 (6) 2.4触发电路设计 (10) 2.5过压过流保护原理与设计 (15) 三仿真分析与调试 (17) 3.1M a t l a b仿真图 (17) 3.2仿真结果 (18) 3.3仿真实验结论 (24) 元器件列表 (24) 设计心得 (25) 参考文献 (25) 致 (26) 一．设计要求与方案供电方案有两种选择。一，线性直流电源。线性电源（Linear power supply）是先将交流电经过变压器降低电压幅值，再经过整流电路整流后，得到脉冲直流电，后经滤波得到带有微小波纹电压的直流电压。要达到高精度的直流电压，必须经过稳压电源进行稳压。线性电源体积重量大，很难实现小型化、损耗大、效率低、输出与输入之间有公共端，不易实现隔离，只能降压，不能升压。二，升压斩波电路。由脉宽调制芯片TL494为控制器构成BOOST原理的，实现升压型DC-DC变换器，输出电压的可调整与稳压控制的开关源是借助晶体管的开/关实现的。因此选择方案二。设计要求：设计要求是输出电压Uo=220V可调的DC/DC变换器，这里为升压斩波电路。由于这些电路中都需要直流电源，所以这部分由以前所学模拟电路知识可以由整流器解决。MOSFET的通断用PWM控制，用PWM方式来控制MOSFET的通断需要使用脉宽调制器TL494来产生

供配电课程设计报告

目录第一章供配电与电气照明系统概述 (2) 第二章照明系统的设计 (3) 2.1照明设计的负荷的选取与原则 (3) 2.2 照明设计的目的和原则 (4) 2.3 照明的分类方式 (4) 2.4照明灯具的要求 (6) 2.5照度计算 (7) 第三章电气设备的选型 (10) 3.1 开关的选型 (10) 3.2 插座的选型 (11) 3.3 断路器的选型 (12) 第四章供配电系统设计 (13) 4.1 负荷分级 (13) 4.2 负荷计算 (13) 参考文献 (16) 附录 (17)

摘要西安建筑科技大学草堂校区13,14,15,16号楼总建筑面积33160平方米。由四栋楼组成一个教学楼系统，运用供配电照明的相关知识与实际的规范进行设计。根据本次供配电课程设计的要求，本设计方案考虑了教学楼作为公共建筑的设计要求，遵照建筑电气照明规范，民用住宅电气设计规范，建筑电气消防规范以及建筑防雷设计规范的要求，并根据学校建筑功能的实际要求，来完成相关的设计，根据照度计算和负荷计算选取相应的配电箱，灯具，导线，以及断路器等相关的电气设备，并根据实际计算值选取相应的大小。教学楼由四个部分，在一层相互独立二层以上相互连接，本楼电源从室外埋地电缆引入楼总箱，再由总箱引出连入每个单元的层箱，由层箱引出至每一层的用户配电箱，一般照明为三级负荷，电压等级为380V/220V，三相五线制引至各配电总箱。照明系统设计，其中包括照度计算、灯具的选择、照明干线、插座导线截面积的选择以及导线的敷设方式。插座系统按高档住宅标准设计。插座回路与照明回路由同支路供电，一般插座安装高度为0.3米，潮湿场所应装设防潮、防溅型的插座接地系统采用TN—C—S系统。关键词：照明设计；插座设计；照度计算；天正电气CAD。

电机与拖动课程设计报告

1、变压器空载：变压器空载运行仿真电路图 2、变压器负载： SN=10e3;U1N=380;U2N=220;r1=0.14;r2=0. 035;x1=0.22;x2=0.055;rm=30;xm=310;ZL= 4+j*3; I1N=SN/U1N; I2N=SN/U2N;k=U1N/U2N; Z1=r1+j*x1; rr2=k^2*r2;xx2=k^2*x2; ZZ2=rr2+j*xx2; ZZL=k^2*ZL; Zm=rm+j*xm; Zd=Z1+1/(1/Zm+1/(ZZ2+ZZL)); U1I=U1N; I1I=U1I/Zd; E1I=(U1I-I1I*Z1); I22I=E1I/(ZZ2+ZZL); I2I=k*I22I; U22I=I22I*ZZL; U2I=U22I/k; % 功率因数，功率和效率 % cospsi1输入侧功率因数， cospsi2负载功率因数， p1输入有功功率， p2输出有功功率 cospsi1=cos(angle(Zd)); cospsi2=cos(angle(Z1)); p1=abs(U1I)*abs(I1I)*cospsi1; p2=abs(U2I)*abs(I2I)*cospsi2; eat=p2/p1; % 损耗 % lml励磁电流， pfe铁损耗， pcu1原边铜损耗， pcu2副边铜损耗 ImI=E1I/Zm; pFe=abs(ImI)^2*rm; pcu1=abs(I1I)^2*r1; pcu2=abs(I2I)^2*r2; % 数据输出 disp('原边电流='),disp(abs(I1I)); disp('副边电流='),disp(abs(I2I)); disp('副边电压='),disp(abs(U2I)); disp('原边功率因数='),disp(cospsi1); disp('原边电流='),disp(p1); disp('副边功率因数='),disp(cospsi2); disp('副边功率='),disp(p2); disp('效率='),disp(eat); disp('励磁电流='),disp(abs(ImI)); disp('铁损耗='),disp(pFe); disp('原边铁损耗='),disp(pcu1); disp('副边铜损耗='),disp(pcu2); 3、他励直流电动机转矩特性： % 直流电机转矩特性分析 % 将该函数定义为dc_mo_tor(dc_motoe_torque) %.................................... ....... % 下面输入电机基本数据 Cm=10;Ra=1.8;k=.1;k1=.2; % 下面输入750r/min时的空载特性实验数据（Ifdata-是励磁电流，Eadata-是感应电动势） Ia=0:.01:15; %.................................... ...... % 计算他励电机外特性 Temt=Cm*k*Ia; plot(Ia,Temt,'r') xlabel('Ia[A]') ylabel('Tem[N*m]')

电力电子课设报告

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文）课程名称：电力电子技术设计题目：可逆直流PWM驱动电源的设计院系：电气工程系班级：0706111 设计者：王勃学号：1070610602 指导教师：李久胜设计时间：2010年11月哈尔滨工业大学教务处

哈尔滨工业大学课程设计任务书

H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源的设计技术指标：被控直流永磁电动机参数：额定电压20V，额定电流1A，额定转速2000rpm。驱动系统的调速范围：大于1：100。驱动系统应具有软启动功能，软启动时间约为2s。详细设计要求见附录2. 1.整体方案设计本文设计的H型单极性同频可逆直流PWM驱动电源由四部分组成：主电路，H 型单极模式同频可逆PWM控制电路，IPM接口电路及稳压电源。同时具有软启动功能，软启动时间为2s左右。控制原理如图1所示：功率转换电路图1 直流PWM驱动电源的控制原理框图脉宽调制电路以SG3525为核心，产生频率为5KHz的方波控制信号，占空比可调。经用门电路实现的脉冲分配电路，转换成两列对称互补的驱动信号，同时具有5us的死区时间，该信号驱动Ｈ型功率转换电路中的开关器件，控制直流永磁电动机。稳压电源采用LM2575-ADJ系列开关稳压集成电路，通过调整电位器，使其稳定输出15V直流电源。 2.主电路设计 2.1主电路设计要求直流PWM驱动电源的主电路图如图2所示。此部分电路的设计包括整流电路和H桥可逆斩波电路。二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。四只功率器件构成H 桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到不同的直流电压。主电路部分的设计要求如下： 1）整流部分采用4 个二极管集成在一起的整流桥模块。 2）斩波部分H 桥不采用分立元件，而是选用IPM（智能功率模块）PS21564来实现。该模块的主电路为三相逆变桥，在本设计中只采用其中U、V 两相即可。

江苏大学电力电子课程设计

电力电子课程设计学院：电气信息工程学院专业：学号：姓名：

一．设计要求 (1)根据给定的参数范围,设计BOOST 电路的参数； (2)根据给定的参数范围,设计CUK 电路的参数； (3)利用MATLAB 对上述电路图仿真实验得出波形； (4)在实验室平台上试验,观测数据与波形,并与仿真图形进行比对； (5)撰写实验报告；二．电路设计 1.电路工作原理（1）Boost 电路 Boost 电路原理图基本原理假设L ，C 值很大。当可控开关V 处于通态的时候，电源E 向电感L 充电，充电的电流基本恒定不变I 1，同时电容C 向负载R 放电。因为C 很大，基本保持输出电压U 0不变。当可控开关处于断态的时候，E 和电感L 上积蓄的能量共同向电容C 充电并向负载R 提供能量。当电路工作处于稳态时，一个周期T 中电感L 积蓄的能量与释放的能量相等，即：化简得： ()off o on t I E U t EI 11-=E t T E t t t U off off off on o =+=

基本数值计算：输出电压U 0与输入电压E 关系： 01 1 1U E E βα==- 输出电流I0与输入电流I1的关系： 01021U I I E E β== 输出电流I0与输出电压U0的关系： 001U E I R R β== （2）Cuk 电路 Cuk 电路原理图基本原理当可控开关V 处于通态的时候，E-L1-V 回路和R-L2-C-V 回路分别流过电流。当V 处于断态的时候，E-L1-C-VD 回路和R-L1-VD 回路分别流过电流。输出电压的极性与电源电压极性相反。

供电技术课程设计

课程设计名称: 供电技术课程设计题目：清河门煤矿地面变电所部分设计专业:电气工程及其自动化（二学位）班级：电气1０—1班姓名:陈景辉学号:100５710102

辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表

摘要本文是清河门煤矿地面变电所供电系统的设计说明。设计的目的是通过对该电力用户所处的地区供电条件、生产工艺和公用工程等用电负荷资料的分析。电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；因此,电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力。电能在工业生产中的重要性，提高产品质量,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻工人的劳动强度,改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。因此,做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面,因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： 1. 安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。２.可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。３．优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 4. 经济供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。关键字:电能;供电系统;变电

前言?错误!未定义书签。 1 变电所主接线方式?错误!未定义书签。 1．1 对变电所主结线的要求?错误!未定义书签。 1.2 变配电所主接线的选择原则................ 错误!未定义书签。 1.３变电所主变压器的一次侧接线方式.......... 错误!未定义书签。１.4 变电所主变压器的二次侧接线方式 (4) 1.5 变电所主变压器运行方式................... 错误!未定义书签。 2 工厂负荷计算的方法?７ 2．1 工厂低压侧负荷计算?７ 2.2?清河门煤矿负荷计算过程................................. ８ 2.3 电容器的选择........................................... １0 2.４主变压器的选择?错误!未定义书签。实践心得参考文献附录A 附表：清河门煤矿负荷表

电机与拖动技术课程设计参考

电机与拖动技术课程设计报告（2012—2013学年第一学期）题目他励直流电动机的调速系统系别电子与电气工程系专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师韩之刚完成时间2013年12月26日评定成绩

目录摘要 (3) 1、设计的目的和意义 (3) 2、总体设计方案 (3) 2.1并励(他励)直流电动机的起动 (3) 2.2并励(他励)直流电动机的调速 (4) 2.3调速的性能指标 (6) 3.设计过程 (7) 3.1实验设备 (7) 3.2 设备屏上挂件排列顺序 (7) 3.3 设计原理图 (8) 3.4.调速步骤 (8) 4、设计心得 (12) 5．参考文献 (12)

摘要随着工业的不断发展，电动机的需求会越来越大，电动机的应用越来越广泛，电动机的操作系统是一个非常庞大而复杂的系统，它不仅为现代化工业、家庭生活和办公自动化等一系列应用提供基本操作平台，而且能提供多种应用服务，使人们的生活质量有了大幅度的提高，摆脱了人力劳作的模式。而电动机主要应用于工业生产的自动化操作中是电动机的主要应用之一，因此本课程设计课题将主要以在工业中电动机调速方法的应用过程可能用到的各种技术及实施方案为设计方向，为工业生产提供理论依据和实践指导。关键词：直流电动机调速设计 1、设计的目的和意义时间是验证真理的唯一标准。通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解电动机的调速方法。这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们学会独立思考，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。 2、总体设计方案 2.1并励(他励)直流电动机的起动直流电动机接通电源以后，电动机的转速从零达到稳态转速的过程称为起动过程。对于电动机来讲，我们总希望它的起动转矩大，起动电流小，起动设备简单、经济、可靠。

电力电子技术课程设计报告

电力电子课程设计报告题目三相桥式全控整流电路设计学院：电子与电气工程学院年级专业：201５级电气工程及其自动化姓名：学号: 指导教师：高婷婷,林建华成绩:

摘要整流电路尤其是三相桥式可控整流电路是电力电子技术中最为重要同时也是应用得最为广泛的电路，不仅用于一般工业，也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统,能源系统及其他领域,因此对三相桥式可控整流电路的相关参数和不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用，因此调试三相桥式可控整流电路的相关参数并对不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有一定的现实意义。关键词：电力电子,三相，整流

目录 1 设计的目的和意义………………………………………１ 2 设计任务与要求 (1) 3 设计方案 (1) ?３.1三相全控整流电路设计 (1) 3.1.１三相全控整流电路图原理分析 (2) ?3.１.2整流变压器的设计 (2) ?3．1.3晶闸管的选择 (3) 3.2 保护电路的设计 (4) 3．2.1变压器二次侧过压保护 (4) ?3．2.2 晶闸管的过压保护………………………………………………４ 3.2．3 晶闸管的过流保护………………………………………………５ 3.3 触发电路的选择设计 (5) 4 实验调试与分析 (6) 4.１三相桥式全控整流电路的仿真模型 (6)

4.2仿真结果及其分析……………………………………………７ 5 设计总结 (8) 6 参考文献 (9)

1 设计的目的和意义本课程设计属于《电力电子技术》课程的延续，通过设计实践，进一步学习掌握《电力电子技术》,更进一步的掌握和了解他三相桥式全控整流电路。通过设计基本技能的训练,培养学生具备一定的工程实践能力。通过反复调试、训练、便于学生掌握规范系统的电子电力方面的知识，同时也提高了学生的动手能力。 2 设计任务与要求三相桥式全控整流电路要求输入交流电压2150,10,0.5U V R L H ==Ω=为阻感性负载。１.写出三相桥式全控整流电路阻感性负载的移相范围,并计算出直流电压的变化范围 2.计算α=60°时，负载两端电压和电流，晶闸管平均电流和有效电流。 3.画出α=60°时，负载两端 d U 和晶闸管两端 1 VT U 波形。 4.分析纯电阻负载和大电感负载以及加续流二极管电路的区别。 5.晶闸管的型号选择。３设计方案３.１三相全控整流电路设计

电力电子课程设计模板

电气工程学院电力电子课程设计设计题目:MOSFET降压斩波电路设计专业班级：电气0907 学号：09291210 姓名：李岳同组人：刘遥（09291212 ）指导教师：设计时间：2012年6月25日-29日设计地点：电气学院实验中心

电力电子课程设计成绩评定表指导教师签字：年月日

电力电子课程设计任务书学生姓名：李岳，刘遥专业班级电气0907 指导教师：一、课程设计题目： MOSFET降压斩波电路设计（纯电阻负载）设计条件：1、输入直流电压：U d=100V 2、输出功率：300W 3、开关频率5KHz 4、占空比10%~90% 5、输出电压脉率：小于10% 二、课程设计要求 1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整； 2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真； 3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，还要有仿真结果； 4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案； 5. 撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形（比较实际波形与理论波形），绘出触发信号（驱动信号）波形，说明调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排

2．执行要求电力电子课程设计共6个选题，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的系统主电路、控制电路等详细的设计（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同，甚至完全一样。四、课程设计参考资料 [1]王兆安，黄俊.电力电子技术（第四版）.北京：机械工业出版社，2001 [2]王文郁.电力电子技术应用电路.北京：机械工业出版社，2001 [3]李宏.电力电子设备用器件与集成电路应用指南.北京：机械工业出版社，2001 [4] 石玉、栗书贤、王文郁.电力电子技术题例与电路设计指导. 北京：机械工业出版社，1999 [5] 赵同贺等.新型开关电源典型电路设计与应用.北京：机械工业出版社，2010 摘要关键词：整流、无源逆变、晶闸管

供电技术课程设计报告

供电技术课程设计报告 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

供电技术课程设计报告成绩: 姓名:谢杰班级:电1201—4班学号: 指导教师：杜立强电气与电子工程学院 2015年12月25日

目录一课程设计题目 (2) 二本次课程设计应达到的目的 (2) 2 3.主变压器台数和容量、类型的选择 (4) 4. 变电所主接线方案的设计 (6) 5.短路电流的计算 (7) 6. 变电所一次设备的选择与校验 (10) 7.变电所进出线的选择与校验 (15) 8.心得体会 (17) 9.参考文献 (17)

摘要本设计的题目为“某工厂10kV车间变电所电气部分设计”。设计的主要内容包括：10/变电所主变压器选择；变电所电气主接线设计；短路电流计算；负荷计算；无功功率补偿；电气设备选择（母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器）；配电装置设计；继电保护规划设计；防雷保护设计等。其中还对变电所的主接线通过CAD制图直观的展现出来。本次设计的内容紧密结合实际，通过查找大量相关资料，设计出符合当前要求的变电所。本变电所对低压侧负荷的统计计算采用需要系数法；为减少无功损耗，提高电能的利用率，本设计进行了无功功率补偿设计，要求厂总负荷的月平均功率因数不低于。短路电流的计算包括短路点的选择及其具体数值计算；而电气设备选择采用了按额定电流选择，按短路电流计算的结果进行校验的方法；继电保护设计主要是对变压器进行电流速断保护和过电流保护的设计计算；配电装置采用成套配电装置；本变电所采用避雷针防直击雷保护。关键词：短路电流计算，继电保护，接地装置，变压器

电机与电力拖动基础课程设计知识分享

一、设计题目：提升机主电路的设计：图1—提升机电力拖动系统原理图图2—提升机电力拖动系统速度图 1.加速阶段t1: 以最大加速度加速，速度由0增加到v1，当v=v1时，电机工作在固有特性上。 2.等速阶段t2: 以v1速度匀速运行。 3.调速阶段t3: 以v2速度匀速运行，v2 =0.7v1。 4.减速阶段t4: 以最大减加速度减速，速度由v2减小0。二、课程设计的目的

将损坏拖动系统的传动机构。图3他励直流电动机直接启动接线图 2）降低电源电压启动:将励磁绕组接通电源，并将励磁电流调到额定值，然后从低向高调节电枢回路电压的启动方法称为降低电源电压启动；要限制启动电流，首先考虑的是降低电动机输入电压，在直流电动机启动瞬问，给电动机加上较低的电压，以后随着电动机转速的升高，逐步增加直流电压的数值，直到电动机启动完毕，加在电动机上的电压即是电动机的额定电压特点：缩短启动时间，启动过程中能量损耗小，启动平稳，便于实现自动化。需要一套可调的直流电源启动设备，增加初投资。用减压启动的方法启动并励电动机时必须注意：启动时必须加上额定的励磁电压，使磁通一开始就有额定值，否则电动机的启动电流虽然比较大，但启动转矩较小，电动机仍无法启动。图4降低电源电压启动接线图 3）电枢回路串电阻启动：电枢回路中串接启动电阻以限制启动电流的启动方法称为电枢回路串电阻启动。电枢回路串电阻启动即启动时在电枢回路串入电阻，以减小启动电流I ,电动机启动后，再逐渐切除电阻， s 以保证足够的启动转矩。

在分级启动过程中，若忽略电枢回路电感，并合理的选择每次切除的电阻值就能做到每切除一段启动电阻，电枢电流就瞬间增大到最大启动电流1I 。此后，随着转速上升，电枢电流逐渐下降。每当电枢电流下降到某以数值2I 时就切除一段电阻，电枢电流就又突增到最大电流1I 。这样，在启动过程就可以把电枢电流限制在1I 和2I 之间。2I 称为切换电流。启动电阻分段数目越少，启动过程中电流变化范围大，转矩脉动大，加速不均匀，而且平均启动转矩小，启动时间长。特点：电枢回路串电阻启动方法所需设备较简单，价格较低，但在启动过程中在启动电阻上有能量损耗。而降低电源电压启动则所需设备复杂，价格较贵，但在启动过程中基本上不损耗能量。对于小直流电动机一般用串电阻启动，容量稍大但不需经常启动的电动机也可用串电阻启动，而需经常启动的电动机能耗较大，不宜用于启动的大、中型，可用于小型电机启动图5电枢回路串电阻启动接线图选择：综合分析上述三种启动方法，采用电枢串电阻启动方式。这种方法比较简单启动，过程中基本上不损耗能量，可以将启动电流限制在容许的范围内。参数计算：串接在电枢回路中用以限制启动电流的电阻称为启动电阻，以R s 表示。为了把启动电流限制在最大允许值s a N R R U I +=1之内，电枢回路中应串入的启动电阻值为： a N s R I U R -=1 启动后如果仍把s R 串在电枢回路中，则电动机就会在电枢串电阻s R 的认为

电力电子技术课程设计报告

电力电子技术课程设计报告书专业班级：16电气2班姓名：王浩淞学号：2016330301054 指导教师：雷美珍

目录 1、webench电路设计 1.1设计任务要求输入电压为（8V-10V），输出电压为5V，负载电流为1A 1.2设计方案分析图1.3.1主电路原理图图1.3.2元器件参数图1.3.3额定负载时工作值

图1.3.4输出电流和系统效率间的关系如图1.3.4所示，在输出电流相同的情况下，输入电压越小，系统的稳态效率越高，因此提高效率的最直接方式就是降低系统的输入电压，其次在输入电压相同的情况下，我们可以调节输出电压的大小，使系统效率达到最大，例如当输入电压为9.0V时，根据图像输出电流为0.40A的时候效率最高。第二种方法是改变元器件的参数，通过使用DCR(直流电阻)小的电感元件来实现输出纹波电压降低。 1.3主芯片介绍 TPS561201和TPS561208采用SOT-23封装，是一款简单易用的1A同步降压转换器。这些器件经过优化，可以在最少的外部元件数量下工作，并且还经过优化以实现低待机电流。这些开关模式电源（SMPS）器件采用D-CAP2模式控制，可提供快速瞬态响应，并支持低等效串联电阻（ESR）输出电容，如特种聚合物和超低ESR陶瓷电容，无需外部补偿元件。TPS561201以脉冲跳跃模式工作，在轻负载操作期间保持高效率。TPS561201和TPS561208采用6引脚1.6×2.9（mm）SOT（DDC）封装，工作在-40°C至125°C的结温范围内。 1.4电气仿真结果分析

图1.4.1启动仿真图1.4.2稳态仿真图1.4.3暂态仿真图1.4.4 负载暂态仿真二、基于电力系统工具箱的电力电子电路仿真 2.1 设计要求和方案分析本课程设计主要应用了MATLAB软件及其组件之一Simulink，进行系统的设计与仿真系统主要包括：Boost升压斩波主电路部分、PWM控制部分和负载。Boost升压斩波主电路部分拖动带反电动势的电阻，模拟显示中的一般负载，若实际负载中没有反电动势，只需令其为零即可。负载为主电路部分提供脉冲信号，控制全控器件IGBT的导通和关断，实现整个系统的运行。在Simulink中完成各个功能模块的绘制后，即可进行仿真和调试，用Simulink 提供的示波器观察波形，进行相应的电压和电流等的计算，最后进行总结，完成整个Boost 变换器的研究与设计。 2.2 simulink仿真模型分析电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节Boost Chopper输出电压。占空比越大，Boost Chopper的输出电压值