vm双闭环直流调速系统资料

目录第一章.双闭环直流调速系统的工作原理 (02)1.1晶闸管-电动机直流调速系统 (02)第二章.控制系统的设计 (03)2.1设计容和要求 (03)2.2双闭环直流调速系统的组成 (03)2.3 主电路参数设计 (04)2.4晶闸管的触发电路 (07)2.5双闭环调速系统的组成和设计 (09)第三章.基于MATLAB/SIMULINK的调速系统的仿真 (14)3.1电流环的动态结构图以与仿真图 (14)3.2双闭环直流调速结构图以与仿真图 (15)设计总结 (18)参考文献 (19)V-M转速直流双闭环直流调速系统摘要本次设计利用晶闸管等器件设计了一个V-M转速、电流双闭环直流调速系统。

通过分析直流双闭环调速系统的组成，设计出系统的电路原理图。

该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以与转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。

采用工程设计的方法对直流双闭环调速系统的电流和转速两个调节器进行设计，先设计电流调节器，然后将整个电流环看作是转速调节系统的一个环节，再来设计转速调节器。

遵从确定时间常数、选择调节器结构、计算调节器参数、校验近似条件的步骤一步一步的实现对调节器的具体设计。

关键词：双闭环转；速调节器；电流调节器第一章双闭环直流调速系统的工作原理1.1晶闸管-电动机直流调速系统图1.1是V-M系统的简单原理图。

图中V是晶闸管变流装置，可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，通过调节触发装置GT的控制电压U c来移动触发脉冲的相位，以改变整流电压U d，从而实现平滑调速。

由于V-M系统具有调速围大、精度高、动态性能好、效率高、易控制等优点，且已比较成熟，因此已在世界各主要工业国得到普遍应用。

-+图1.1 晶闸管-电动机直流调速系统（V-M系统）但是，晶闸管还存在以下问题：（1）由于晶闸管的单向导电性，给系统的可逆运行造成困难；（2）由于晶闸管元件的过载能力小，不仅要限制过电流和反向过电压，而且还要限制电压变化率（d u/d t）和电流变化率(d i/d t)，因此必须有可靠的保护装置和符合要求的散热条件；（3）当系统处于深调速状态，即在较低速下运行时，晶闸管的导通角小，使得系统的功率因数很低，并产生较大的谐波电流，引起电网电压波形畸变，对电网产生不利影响；（4）由于整流电路的脉波数比直流电动机每对极下的换向片数要小得多，因此，V-M 系统的电流脉动很严重。

运动控制系统课程设计题目：转速、电流双闭环V-M直流调速系统专业班级：学号：姓名：指导教师：成绩：转速电流双闭环直流调速系统Speed and current double closed-loop V-M DC speed regulating system学生姓名:指导教师:摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础。

该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器，构成了电流环和转速环，前者通过电流元件的反馈作用稳定电流，后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定，最终消除转速偏差，从而使系统达到调节电流和转速的目的。

该系统起动时，转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节起动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用，使转速随转速给定电压的变化而变化，电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。

并通过Simulink进行系统的数学建模和系统仿真，分析双闭环直流调速系统的特性。

关键词：双闭环；晶闸管；转速调节器；电流调节器；SimulinkThe design uses thyristors, diodes and other devices designs a speed, current double-loop SCR DC converter system. The system sets up the current detecting aspect, the current regulator ACR and the speed detecting link, speed regulator ASR, composes the current central and the speed central, the former through the feedback of the current components to level off the current, the latter through the feedback of speed detecting device to maintain the speed stably and finally eliminates the deviation of speed bias.，thus allowing the system to the purpose of regulating the current and speed. when the system starts, the speed outer ring saturats non-functional, the current inner ring plays a major role to regulate the starting current to maintain the maximum so that the speed linear change, to reach a given value; when it operates steadily, the speed negative feedback from the outer ring plays a major role ,to let the speed changes with the given speed voltage , at the same time the current inner ring regulates the armature current of motor adjustment to balance the load current. Simulink for system through mathematical modeling and system simulation. Finally display control system model and the results of anti-truth.Keywords:Double-loop；thyristors,；the speed regulator ；the current regulator；Simulink摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)第二章设计任务与要求 (2)2.1 性能指标要求 (2)2.2 设计内容 (2)2.3 主要设计部分 (2)第三章原理图设计 (3)3.1 基本设计思路 (3)3.2 确定转速、电流反馈系数 (3)3.3 电流环ACR的设计 (4)3.4 转速环的设计 (5)3.5 转速电流双闭环MATLAB仿真 (7)四．转速电流检测电路的设计 (9)4.1 电流检测电路的设计 (9)4.2 转速检测电路的设计 (12)4.3 转速、电流检测电路的PCB设计 (18)第五章总结 (20)第六章心得体会 (20)参考文献 (21)第一章绪论电机自动控制系统广泛应用于机械，钢铁，矿山，冶金，化工，石油，纺织，等行业。

目录前言 (2)1.1任务书 (3)1.2 整体设计 (5)2. V-M直流调速系统结构与工作原理 (5)2.1 V-M直流调速系统的结构框图 (5)2.2 V-M直流调速系统的工作原理 (7)3.主电路设计 (8)3.1主电路设计结果及原理 (9)3.2主要参数计算及器件选择 (9)3.3主电路元件清单 (10)4.驱动电路设计 (11)4.1驱动电路设计结果 (11)4.2触发电路设计及工作原理 (11)5.保护电路设计 (13)5.1直流侧的过电压保护 (13)5.3保护电路元件清单 (14)设计总结 (15)参考文献 (16)电气原理总图 (17)前言转速，电流反馈操纵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。

关于常常正反转运行的调速系统，如龙门刨床，可逆轧钢机等，缩短起动（或制动）过渡进程中，希望始终维持电流（电磁转矩）为许诺的最大值，使调速系统以最大的加（减）速度运行。

当达到稳固转速时，最好使电流当即降下来，使电磁转矩与负载转矩相平稳，从而迅速转入稳态运行。

这种理想的启动电流呈矩形波，转速按线性增加。

这是在最大电流（转矩）受限制时调速系统所能取得的最快的起动（制动）进程。

1.1任务书1.技术要求：（1）该调速系统能进行滑腻的速度调剂，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固工作（2）系统静特性良好，无静差（静差率S≤2）（3）动态性能指标；转速超调量δ<8%，电流超调量δ<5%，动态速降∆n≤10%，调速系统的过渡进程（调剂时刻）t s≤1s(4) 系统在5%负载以上转变的运行范围内电流持续（5）调剂系统中设置有过电压，过电流等爱惜，而且有制动方法2设计内容：（1）依照题目的技术要求，分析论证并确信主电路的结构形式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理图（2）调速系统主电路元件的确信及其参数计算（包括有变压器，电力电子器件，平波电抗器与爱惜电路）（3）绘制V—M双闭环直流可逆调速系统的电气原理图（4）整理设计数据资料，课程设计总结。

1 前言直流电动机拖动控制系统在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。

这主要由于直流电机具有良好的起，制动性能，宜于在大范围内平滑调速，并且直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。

由于要对电机进行稳定的转速控制，双闭环直流调速系统是现今在工业生产中应用最广泛的调速装置。

该装置转速控制稳定，抗干扰能力强但由于直流系统的本身缺陷为得到较大的调速范围自动控制的直流调速系统往往采用变压调速为主。

而在变压整流装置中应用最广的是三相全控桥式整流。

这是用于三相全控桥式整流器输出直流电流的谐波小，脉动电流小，电流连续性好，往往只需要平波电抗器就可以输出稳定直流。

可保证电机稳定运行不会有较大的脉动转矩，不仅保证了拖动系统的稳定同时对直流电机的损耗也小。

本设计主要根据直流电机参数确定变压器，整流电路的相关参数，并且按照控制要求设计双闭环控制系统的结构及参数。

2主电路结构选择目前具有多种整流电路，但从有效降低脉动电流保证电流连续和电动机额定参数的情况出发本设计选用三相桥式全控整流电路，其原理如图2-1所示，习惯将其中阴极连接在一起到3个晶闸管（531,,VT VT VT ）称为共阴极；阳极连接在一起的3个晶闸管（642,,VT VT VT ）称为共阳极，另外通常习惯晶闸管从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a,b,c 三相电源相接的3个晶体管分别是531,,VT VT VT ,共阳极组中与a,b,c 三相电源相接的3个晶闸管分别是642,,VT VT VT 。

图2-1 三相桥式全控整流电路原理图其工作特点为：1）每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中1个晶闸管是共阴极组的，1个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。

2)6个晶闸管的触发脉冲按654321VT VT VT VT VT VT →→→→→的顺序相为、位依次相差 60；共阴极组的脉冲依次差 120，共阳极组也依次差 120;同一相的上下两个桥臂即1VT 与4VT ，3VT 与6VT ，5VT 与2VT 脉冲相差 180。