---直流系统设计

24 v直流电机控制系统的设计一、引言直流电机广泛应用于各种工业和商业领域，并且在家庭电器中也有着重要的作用。

直流电机的控制系统是保证其正常运行和精确控制的关键。

本文将介绍一个基于24 V直流电机的控制系统设计，并详细介绍其硬件和软件设计。

二、硬件设计1.电机选择：首先需要选择适合的直流电机，考虑到24 V电源的供电情况，选择功率合适的直流电机，同时也要考虑转速和扭矩等工作要求。

2.驱动器选择：直流电机控制系统需要一个驱动器来驱动电机。

驱动器的选择要根据电机的电流要求来确定，同时要考虑其与控制器的接口兼容性。

3.控制器设计：控制器是直流电机控制系统的核心部分，用于控制电机的转速、方向和加速度等参数。

控制器可以使用单片机、FPGA或者PLC等进行设计，根据需求选择合适的控制器，并编写相应的程序。

4.电源模块设计：由于直流电机采用24 V电源供电，需要一个稳定的电源模块来为系统提供稳定可靠的电源。

可以选择开关电源或者线性电源，并根据需求设计合适的电源模块。

三、软件设计1.控制算法设计：针对所需的控制任务，设计合适的控制算法。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

根据具体情况选择合适的控制算法，并编写相应的代码。

2.编程实现：根据控制算法的设计结果，使用相应的编程语言（如C、C++或者PLC编程语言）实现控制算法。

编程要考虑系统的实时性和稳定性，确保控制算法的准确性和可靠性。

3.用户界面设计：设计一个用户友好的界面，方便用户对控制系统进行操作和监控。

可以使用人机界面和触摸屏等设备，实现控制命令的输入和监测数据的显示。

四、系统测试与调试完成硬件和软件设计后，需要进行系统的测试和调试。

首先进行硬件连接和电源接入的测试，确保电路和连接没有问题。

然后进行软件编程的测试，包括控制算法的功能、编程的准确性和系统的可靠性等方面的测试。

最后进行整个系统的综合测试，包括与电机的实际联动测试、系统的稳定性测试和实际工作情况的测试等。

毕业论文（设计）
设计题目：温控直流电机系统设计
系部：电子工程系
班级：应用电子专业
学号：20121575
姓名：敖旭
指导教师：李纯
成绩：
二0一四年十二月
毕业设计任务书
一、毕业设计题目：温控直流电机系统设计
二、选题背景：
随着计算机、微电子技术的发展以及新型电力电子功率器件的不断涌现，电动机的控制策略也发生了深刻的变化。选此课题，主要让学生掌握直流电动机的控制技术，同时采用温度控制实现电机的自动化。
1.2
国内外温度控制系统的市场发展情况：温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比有着较大差距。目前,我国在这方面总体技术水平处于20世纪80年代中后期水平,成熟产品主要以“点位”控制及常规的PID控制器为主。它只能适应一般温度系统控制,难于控制滞后、复杂、时变温度系统控制。而适应于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表,国内技术还不十分成熟,形成商品化并在仪表控制参数的自整定方面,国外已有较多的成熟产品。但由于国外技术保密及我国开发工作的滞后,还没有开发出性能可靠的自整定软件。控制参数大多靠人工经验及现场调试确定。国外温度控制系统发展迅速,并在智能化、自适应、参数自整定等方面取得成果。日本、美国、德国、瑞典等技术领先,都生产出了一批商品化的、性能优异的温度控制器及仪器仪表,并在各行业广泛应用。它们主要具有如下的特点：一是适应于大惯性、大滞后等复杂温度控制系统的控制;二是能够适应于受控系统数学模型难以建立的温度控制系统的控制;三是能够适应于受控系统过程复杂、参数时变的温度控制系统的控制;四是温度控制系统普遍采用自适应控制、自校正控制、模糊控制、人工智能等理论及计算机技术,运用先进的算法,适应的范围广泛;五是温控器普遍具有参数自整定功能。借助计算机软件技术,温控器具有对控制对象控制参数及特性进行自动整定的功能。有的还具有自学习功能,能够根据历史经验及控制对象的变化情况,自动调整相关控制参数,以保证控制效果的最优化;六是具有控制精度高、抗干扰力强、鲁棒性好的特点。

直流电机调速系统的设计直流电机调速系统是控制直流电机转速的一个重要工程应用领域。

在很多工业领域中，直流电机的转速控制是非常重要的，因为直流电机的转速对于机械设备的运行效率和稳定性有着重要影响。

本文将详细介绍直流电机调速系统的设计原理和步骤。

一、直流电机调速系统的基本原理直流电机调速系统的基本原理是通过改变电机的电压和电流来控制电机的转速。

一般来说，直流电机的转速与电机的电压和负载有关，转速随电压增加而增加，转速随负载增加而减小。

因此，当我们需要调节直流电机的转速时，可以通过改变电机的电压和负载来实现。

二、直流电机调速系统的设计步骤1.确定设计要求：在设计直流电机调速系统之前，首先需要确定系统的设计要求，包括所需的转速范围、响应速度、控制精度和负载要求等。

这些设计要求将指导系统的设计和选择适当的控制器。

2.选择控制器：根据设计要求，选择适当的控制器。

常见的直流电机调速控制器有PID控制器、模糊控制器和自适应控制器等。

根据实际情况，选择最合适的控制器来实现转速调节。

3.选择传感器：为了实时监测电机的转速和位置，需要选择合适的传感器来进行测量。

常见的传感器有光电编码器、霍尔效应传感器和转速传感器等。

根据实际需求，选择合适的传感器进行安装和测量。

4.搭建电路：根据控制器的要求，搭建合适的电路来实现控制和测量功能。

通常需要安装电压和电流传感器来实时监测电机的电压和电流，并将测量结果反馈给控制器。

5.调试和测试：在电路搭建完成后，需要进行调试和测试来验证系统的性能。

首先调整控制器的参数，使得系统能够按照设计要求进行转速调节。

然后进行负载试验，测试系统在不同负载下的转速调节性能。

对系统进行调试和测试，可以发现问题并及时解决，确保系统能够正常工作。

6.性能优化：根据测试结果，对系统进行性能优化。

根据实际需求，调整控制器的参数和传感器的位置，改善系统的转速调节性能和响应速度。

优化后的系统将更好地满足设计要求。

三、直流电机调速系统的工程应用总结：本文详细介绍了直流电机调速系统的设计原理和步骤。

直流系统设计分析与发展趋势摘要介绍了伊朗MOLLASADLA水电站直流系统设计阶段，监控系统的设计，直流系统电压等级的选择，蓄电池组的设置及直流系统接线，蓄电池容量选择，充电和浮充电设备选择的设计。

直流系统的发展趋势。

关键词直流系统微机监控系统免维护铅酸蓄电池一体化电源前言Mollsadra水电站位于伊朗伊斯兰共和国法尔斯省（Fars）境内的Kor河主要支流Tang-e-Boragh 河上。

工程枢纽主要包括大坝、溢洪道、输水系统、发电厂房及开关站、灌溉和排水系统等。

电站采用引水式发电，发电厂房及开关站位于Tang-e-Boragh河左岸大坝下游约3.5km处，发电厂房为地面式，厂房内共装设2台混流式水轮发电机，总装机容量2×50MW，最大净水头231m。

电站年利用小时数为1760h，多年平均发电量为176GWh。

电站以2回132kV出线一级电压接入电力系统。

水电站装设由蓄电池供电的直流系统，由于继电保护、计算机监控、事故照明、交流不停电电源等用电负荷极为重要，因而对直流系统供电的可靠性要求很高。

要保障直流系统可靠性，首先必须有一个可靠的直流系统接线方案。

其中包括直流母线的接线，直流电源的配置和直流供电网络的构成。

其次，要合理地选择直流系统中采用的设备，包括蓄电池、充电和浮充电设备、开关设备等。

1.1 直流系统电压220V和110V的比较1.1.1 直流电压采用220V的优点a. 水电站占地面积大，被控制的对象远，在相同操作功率时，控制电缆中的电流220V比110V 小一半，减小了控制电缆中的电压降。

在距离较远的情况下，为满足电压降的要求，所需的控制电缆截面一般不超过2.5mm 2，这将给施工带来较大方便，也节省了投资。

b.本工程采用微机监控、保护下放方式，各保护小室布置于配电装置之中，要求抗电磁干扰能力强。

在同等电磁干扰条件下，220V直流电压等级的音噪比高于110V直流电压等级。

采用220V直流系统有利于抗电磁干扰。

电力工程直流系统设计手册由于直流具有稳定性好、传输损失小、占地面积小、智能化管理等优点，越来越多的电力工程在设计上采用直流系统。

以下是电力工程直流系统设计手册，包括了电力系统的分类以及直流系统的设计原则、电器设备选择、保护及控制等内容。

一、电力系统分类。

电力系统可以分为交流系统和直流系统两种。

交流系统主要包括了输电、变电和配电三个环节，电能是通过交流方式传输的。

直流系统主要应用于高压直流输电、直流柔性直流输电和工业控制等领域。

二、直流系统的设计原则。

1、安全可靠性高。

直流系统的设计需要采用更为严格的标准和控制措施，以确保其安全可靠性高。

2、稳定性好。

直流系统的稳定性比交流系统更好，可以更加稳定的传输能量，降低传输损失。

3、占用面积小。

直流系统占用的面积比交流系统小，适合安装在空间有限的场所。

4、运行效率高。

直流系统的运行效率高，可以快速响应控制请求并实现更高的负载。

三、电器设备选择。

1、逆变器。

逆变器是将直流电转换成交流电的设备，适用于柔性直流输电、可再生能源等领域。

2、直流/直流变换器。

直流/直流变换器一般用于直流输电场合，将电源电压和负载电压匹配，保证稳定的直流能量传输，并对负载进行智能控制。

3、直流断路器。

直流断路器是对直流电路进行保护的关键设备，可以快速切断电路，并防止过流或短路等故障。

四、保护及控制。

1、过电流保护。

过电流保护是直流电路保护的基础，可以有效地防止过载、短路等故障的发生。

2、过压保护。

过压保护可以保护电器设备免受电压过高的伤害，同时可以保护直流输电线路免受过压冲击。

3、瞬变保护。

瞬变保护可以保护直流电路免受电磁脉冲、雷电等外部干扰的损害。

4、智能控制系统。

智能控制系统可以对直流系统进行智能化的控制管理，包括传输能量合理分配、故障处理、电网调度等。

五、总结。

电力工程直流系统设计需要充分考虑系统的安全可靠性、稳定性、占地面积、运行效率等因素。

正确选择电器设备和采取合适的保护及控制措施，可以有效提高直流系统的可靠性和运行效率。

直流电机调速系统设计与实现直流电机调速系统是一种常见的电机控制系统，通过调节电机的转速和输出功率，可以实现对机械设备的精准控制。

在工业生产和机械设备中得到广泛应用。

本文将介绍直流电机调速系统的设计和实现过程。

一、系统设计1. 电机选择：首先需要选择适合的直流电机作为调速系统的执行器。

根据需要的输出功率和转速范围，选择合适的电机型号和规格。

2. 电机驱动器选择：电机驱动器是控制电机转速的核心设备。

根据电机的额定电流和电压，选择合适的电机驱动器。

常见的电机驱动器包括PWM调速器、直流电机驱动模块等。

3. 控制器选择：控制器是调速系统的大脑，负责接收输入信号，并输出控制信号来调节电机转速。

常见的控制器包括单片机、PLC等。

4. 传感器选择：为了实现闭环控制，通常需要使用传感器来检测电机的转速和位置。

根据具体的需求选择合适的传感器，如编码器、霍尔传感器等。

5. 调速算法设计：根据应用需求，设计合适的调速算法。

常见的调速算法包括PID控制、模糊控制等。

二、系统实现1. 硬件连接：根据设计需求，将电机、电机驱动器、控制器和传感器等硬件设备连接起来。

确保电气连接正确无误。

2. 软件编程：根据设计的调速算法，编写控制程序。

在控制器上实现信号的采集、处理和输出，实现电机的闭环控制。

3. 参数调试：在系统搭建完成后，进行参数调试。

根据实际效果，调节PID参数等，使电机能够稳定运行并达到设计要求的转速和功率输出。

4. 性能测试：进行系统的性能测试，包括转速稳定性、响应速度等。

根据测试结果对系统进行优化和改进。

5. 系统应用：将设计好的直流电机调速系统应用到具体的机械设备中，实现精准的控制和调节。

根据实际应用情况，对系统进行进一步调优和改进。

通过以上设计和实现过程，可以建立一个稳定可靠的直流电机调速系统，实现对电机转速和功率的精确控制。

在工业生产和机械领域中得到广泛应用，提高了生产效率和设备的精度。

希望本文对直流电机调速系统的设计和实现有所帮助，让读者对这一领域有更深入的了解。

直流电机转速控制系统设计一、控制系统框架1.检测部分：检测部分主要用于反馈直流电机转速信息。

常用的检测方法有编码器、霍尔元件和反电动势法等。

其中，编码器是一种精度高、稳定性好的转速检测传感器。

它通过感应转子上的编码盘，将转速转换为脉冲信号输出。

2.控制器：控制器是直流电机转速控制系统的核心部分。

它根据检测到的转速信息，与设定的目标转速进行比较，产生控制信号驱动执行器。

常用的控制器有比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器等。

其中，比例控制器通过调节输出信号的幅值来控制转速；比例积分控制器通过累积误差来产生输出信号；比例微分控制器则通过控制误差变化率来调节输出信号。

3.执行部分：执行部分主要用于控制电机的转速。

常用的执行器有功率晶体管、场效应管和三相半导体开关等。

其中，功率晶体管是最常用的直流电机转速控制器，它通过调节电路中的开关状态来改变电机的转速。

二、控制策略1.开环控制：开环控制是最简单的控制策略，它通过设定电机的输入电压或电流来控制转速。

缺点是无法对外部干扰和负载变化进行自动调节。

2.闭环控制：闭环控制通过反馈得到的转速信息来调整输入信号，实现对转速的控制。

闭环控制具有精度高、稳定性好的优点，适用于要求较高的转速控制场合。

三、系统参数调节1.参数估计：参数估计是指通过对电机特性进行建模，得到电机参数的估计值。

常用的方法有试验法和辨识法等。

2.参数调节：参数调节是通过对控制器的参数进行优化，以实现准确的转速控制。

常用的调节方法有PID调节和自适应调节等。

四、应用案例总结：本文详细介绍了直流电机转速控制系统的设计。

从控制系统框架、控制策略、系统参数调节和应用案例等方面进行了讲解。

通过合理的设计和调节，可以实现对直流电机转速的精确控制，满足不同场合的需求。

器械、印刷机械等领域。
02 直流伺服系统设计基础
CHAPTER
电机选择
根据系统需求选择合适的电机 类型，如无刷直流电机、有刷 直流电机等。
考虑电机的扭矩、转速、尺寸 和重量等参数，以确保电机能 够满足系统性能要求。
考虑电机的效率和温升，以降 低能耗和提高系统稳定性。
驱动器设计
根据电机类型和系统需求，设计合适的驱动器电路，包括电源、控制信号、保护电 路等。
工作原理
控制器
控制器是直流伺服系统的核心部 分，负责接收指令信号，并与电 机反馈信号进行比较，根据比较
结果输出控制信号。
电机
直流电机是系统的执行元件，根据 控制信号调整电机的输入电流或电 压，从而实现精确的运动控制。
反馈装置
为了实现精确控制，直流伺服系统 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ常配备位置、速度或力矩传感器 等反馈装置，将实际运动状态反馈 给控制器。
霍尔编码器
霍尔编码器也具有较高的测量精度和可靠性，适用于对测量精度 要求较高的应用。
磁编码器
磁编码器利用磁场变化来测量转速和位置，具有较小的体积和较 高的测量精度。
控制器
1 2
微控制器
微控制器是伺服控制系统的核心，负责接收输入 信号、计算输出信号并控制伺服系统的运行。
数字信号处理器
数字信号处理器具有较高的计算能力和数据处理 能力，适用于对计算能力要求较高的应用。
3
可编程逻辑控制器
可编程逻辑控制器适用于需要自动化控制和逻辑 运算的应用，具有较好的可靠性和稳定性。
驱动器
晶体管驱动器
晶体管驱动器利用晶体管的开关特性 来控制电流的通断，具有较快的响应 速度和较大的输出电流。
继电器驱动器
继电器驱动器利用继电器的触点开关 来控制电流的通断，适用于对输出电 流要求较低的应用。

PWM直流电机调速系统设计PWM（脉宽调制）直流电机调速系统设计是通过改变电机输入电压的有效值和频率，以控制电机转速的一种方法。

本文将介绍PWM直流电机调速系统的原理、设计过程和实施步骤。

一、PWM直流电机调速系统原理1.电机：PWM直流电机调速系统使用的电机一般是带有永磁励磁的直流电机，其转速与输入电压成正比。

2.传感器：传感器主要用于检测电机转速和转速反馈。

常用的传感器有霍尔传感器和编码器。

3.控制器：控制器通过接收传感器反馈信号，并与用户输入信号进行比较来调整电机输入电压。

控制器一般包括比较器、计数器、时钟和PWM 发生器。

4.功率电源：功率电源负责提供PWM信号的电源。

PWM直流电机调速系统的工作原理是：先将用户输入转速转化为电压信号，然后通过比较器将输入信号与传感器反馈信号进行比较，再将比较结果输入给计数器，由计数器根据输入信号的边沿通过时钟控制PWM发生器，最后通过功率电源提供PWM信号给电机。

二、PWM直流电机调速系统设计过程1.确定电机类型和参数：根据实际需要确定使用的直流电机类型和技术参数，包括额定电压、额定转速、功率等。

2.选择传感器：根据调速要求选择合适的传感器，常用的有霍尔传感器和编码器。

3.设计控制器：根据电机类型和传感器选择合适的控制器，设计比较器、计数器、时钟和PWM发生器电路，并进行连线连接。

4.设计功率电源：根据控制器和电机的电压和电流要求设计适当的功率电源电路。

5.总结设计参数：总结所选器件和电路的技术参数，确保设计完整。

三、PWM直流电机调速系统实施步骤1.进行电路连线：根据设计图将所选器件和电路进行连线连接，包括控制器、传感器、电机和功率电源。

2.进行参数调整：根据需要进行控制器参数的调整，如比较器的阈值、计数器的初始值等。

3.进行调速测试：连接电源后，通过用户输入信号和传感器反馈信号进行调速测试。

根据测试结果进行参数调整。

4.优化系统性能：根据测试结果优化系统性能，如改进控制器参数、调整电机参数等。

电力工程直流系统设计技术规程
近年来，随着新能源应用及可再生能源技术的发展，直流技术及其应用日益重要。

为了科学管理直流系统的设计，国家能源局制定了《电力工程直流系统设计技术规程》（以下简称《规程》），以保证直流电力系统的安全、可靠和经济运行。

《规程》规定，电力工程直流系统应适合于当前技术水平，具备性能优良、操作可靠、隔离可靠、可靠性高、可拓展性好、维护成本低和运行成本低等特点。

为了确保直流系统设计的可靠性和安全性，《规程》规定采用先进的材料和设备以及可靠的工艺；安装时应按照规范要求布置、接线，确保可靠接触并避免电磁干扰；确保系统的完整及可靠性，采用地线或氧化铜极接地、设置明显标志的无人区域，采用切断式、隔离式保护装置及熔断器，充分考虑地理条件、电缆接头处理、设备参数、调控和保护、绝缘性能等因素，并按照国家标准进行设计。

《规程》还规定，直流系统设计时，应考虑直流负荷的变化趋势、系统运行的可靠性及其可操作性、接地方式、系统设备组合及防电磁干扰措施等，并执行有关法规及标准。

总之，《规程》为直流电力系统的安全和可靠设计提供了一种规范性的框架，是国家能源部在此领域的重要成果，也是推动新能源应用及可再生能源技术发展的重要支撑。

高压直流输电系统设计随着电力传输距离的增加和电力需求的不断增长，高压直流输电系统成为一种重要的电力传输方案。

高压直流输电系统设计是确保电能的高效传输和稳定供应的关键步骤。

本文将从高压直流输电系统的基本原理、系统设计要素、关键技术和设计考虑等方面进行探讨。

一、高压直流输电系统基本原理高压直流输电系统是通过将交流电转换为直流电，利用高压直流将电能从发电站输送到远距离需求点。

主要由以下组成部分构成：1. 发电机组：将机械能转化为电能，产生交流电。

2. 运动转换装置：将交流电转化为直流电。

3. 整流器变流器组：将交流电整流和变压，通过变流装置转换为高压直流电。

4. 输电线路：将高压直流电能从发电站输送到需求点。

5. 变流器整流器组：将高压直流电转换为交流电，供电至用户。

二、高压直流输电系统设计要素1. 输电距离：确定输电线路的长度，是设计过程的首要考虑因素。

2. 输电容量：根据用户的需求和电力网络的供需关系，确定输电系统的容量。

3. 输电损耗：通过系统设计以降低输电过程中的电能损失，提高输电效率。

4. 可靠性要求：根据电力供应的重要性和可靠性要求，设计相应的输电系统。

5. 技术经济指标：考虑系统的成本、维护费用和综合经济性能。

三、高压直流输电系统设计关键技术1. 输电线路选择：根据输电距离、电流容量和输电能力需求，选择适当的线路类型和优化输电线路的结构。

2. 设备选型：根据设计要求选择合适的发电机组、变流器、整流器等设备，并进行合理的配置。

3. 控制策略设计：设计合理的控制策略，包括保护设备和系统、电压、频率和功率等方面的控制策略。

4. 绝缘与温升控制：确保输电过程中绝缘性能良好，以及控制设备的温升情况。

5. 污秽度控制：制定有效的污秽度控制计划，保持设备表面的清洁，减少电力损耗。

6. 地理环境因素考虑：根据输电线路所处的地理环境，设计合理的支架和防护措施，防止设备被外界环境影响。

四、高压直流输电系统设计考虑1. 系统可靠性：根据电力供应的可靠性要求，设计高可靠性的输电系统，以确保电能的稳定供应。

目次前言1范围2规范性引用文件3术语4系统接线4.1直流电源4.2系统电压4.3蓄电池组4.4充电装置4.5接线方式4.6网络设计5直流负荷5.1直流负荷分类5.2直流负荷统计6保护和监控6.1保护6.2测量6.3信号6.4自动化要求7设备选择7.1蓄电池组7.2充电装置7.3电缆7.4蓄电池试验放电装置7.5直流断路器7.6熔断器7.7刀开关7.8降压装置7.9直流柜7.10直流电源成套装置8设备布置8.1直流柜的布置8.2阀控式密封铅酸蓄电池组的布置8.3防酸式铅酸蓄电池组和镉镍碱性蓄电池组的布置9专用蓄电池室对相关专业的要求9.1专用蓄电池室对相关专业总的技术要求9.2阀控式密封铅酸蓄电池组对相关专业的要求9.3防酸式铅酸蓄电池组和镉镍碱性蓄电池组对相关专业的要求附录A资料性附录直流系统I/O表附录B资料性附录蓄电池选择附录C资料性附录充电装置及整流模块选择附录D资料性附录电缆截面选择附录E资料性附录直流断路器选择附录F资料性附录蓄电池回路设备及直流柜主母线选择附录G资料性附录蓄电池短路电流计算及其参考数值表附录H规范性附录本规程用词说明条文说明前言本标准是根据原国家经济贸易委员会电力司关于下达2002年度电力行业标准制定和修订计划的通知国经贸电力2002973号文的任务而编制的..本次修订工作以原中华人民共和国电力工业部电技1995506号文发布实施的DL/T5044—1995火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定为原本;同时参照中华人民共和国国家经济贸易委员会国经贸电力20001048号文批准实施的DL/T 5120—2000小型电力工程直流系统设计规程;并根据国内外新标准、新技术、新元件和新装置的应用;增加了以下内容：——扩大了适用范围；——阀控式密封铅酸蓄电池；——高频开关电源装置；——直流断路器..本标准实施后代替DL/T 5044—1995..本标准含括了DL/T 5120—2000小型电力工程直流系统设计规程的主要内容;在二者并存的过渡期间;当出现不一致时;以本标准为准..本标准的附录A～附录G都是资料性附录..本标准的附录H是规范性附录..本标准由中国电力企业联合会提出..本标准由电力行业电力规划设计标准化技术委员会归口并解释..本标准起草单位：国电华北电力设计院工程有限公司、河南省电力勘测设计院..本标准主要起草人：刘百震、盛和乐、陈巩、於崇干、白忠敏、卓乐友、吴聚业、高惠民、戴敏..电力工程直流系统设计技术规程1范围本规程规定了直流系统接线、设备选择及布置、直流系统的对外接口及对相关专业的要求..本规程适用于单机容量为1000MW及以下火力发电厂、500kV及以下变电所和直流输电换流站新建工程直流系统的设计;扩建和改建工程可参照执行..火力发电厂中包括燃煤发电厂、燃油发电厂、燃气发电厂和垃圾发电厂..核能发电厂、750kV变电所及其他电力工程可参照执行..2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款..凡是注日期的引用文件;其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准;然而;鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本..凡是不注日期的引用文件;其最新版本适用于本标准..GB 14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T 17626.12—1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验IDT IEC 61000–4–12：1995GB/T 17626.2—1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验IDT IEC 61000–4–2：1995GB 50217电力工程电缆设计规范GB 50260电力设施抗震设计规范DL 5000火力发电厂设计技术规程DL/T 5035火力发电厂采暖通风与空气调节设计技术规定3术语3.0.1蓄电池组storage battery用导体连接两个或多个单体蓄电池用作能源的设备..3.0.2防酸式铅酸蓄电池acidspray-proof lead-acid battery蓄电池槽与蓄电池盖之间密封;使蓄电池内产生的气体只能从防酸栓排出;电极主要由铅制成;电解液是硫酸溶液的一种蓄电池..可分为防酸隔爆式铅酸蓄电池和防酸消氢式铅酸蓄电池;简称防酸式铅酸蓄电池..3.0.3阀控式密封铅酸蓄电池valve regulated sealed lead-acid battery蓄电池正常使用时保持气密和液密状态;当内部气压超过预定值时;安全阀自动开启;释放气体;当内部气压降低后安全阀自动闭合;同时防止外部空气进入蓄电池内部;使其密封..蓄电池在使用寿命期限内;正常使用情况下无需补加电解液..3.0.4镉镍蓄电池nickel-cadmum battery正极活性物质主要由镍制成;负极活性物质主要由镉制成的一种碱性蓄电池..3.0.5系统system本规程的“系统”是指连接在一个共同的标称电压下工作的设备和导线线路的组合..3.0.6标称电压nominal voltage系统被指定的电压..3.0.7电气设备额定电压rated voltage for equipment根据规定的电气设备工作条件;通常由制造厂确定的电压..3.0.8浮充电floating charge在正常运行时;充电装置承担经常负荷;同时向蓄电池组补充充电;以补充蓄电池的自放电;使蓄电池以满容量的状态处于备用..3.0.9均衡充电equalizing charge为补偿蓄电池在使用过程中产生的电压不均匀现象;使其恢复到规定的范围内而进行的充电;以及大容量放电后的补充充电;通称为均衡充电..3.0.10端电池terminal battery蓄电池组中基本电池之外的蓄电池..3.0.11核对性放电checking discharge在正常运行中的蓄电池组;为了检验其实际容量;以规定的放电电流进行恒流放电;只要电池达到了规定的放电终止电压;即停止放电;然后根据放电电流和放电时间;计算出蓄电池组的实际容量;称为核对性放电..3.0.12终止电压finish voltage蓄电池容量选择计算中;终止电压是指直流系统的用电负荷;在指定放电时间内要求蓄电池必须保持的最低放电电压..对蓄电池本身而言;终止电压是指蓄电池在不同放电时间内及不同放电率放电条件下允许的最低放电电压..一般情况下;前者的要求比后者要高..3.0.13电磁兼容EMC electromagnetic compatibility设备或系统在其电磁环境中能正常工作;且不对环境中的任何事物产生不允许的电磁骚扰的能力..4系统接线4.1直流电源4.1.1发电厂和变电所内;为了向控制负荷和动力负荷等供电;应设置直流电源..4.1.2220V和110V直流系统应采用蓄电池组..48V及以下的直流系统;可采用蓄电池组;也可采用由220V或110V蓄电池组供电的电力用直流电源变换器DC/DC变换器..4.1.3供电距离较远的辅助车间;当需要直流电源时;宜独立设置直流系统..4.1.4运煤系统电磁分离器等允许短时间停电的直流负荷;宜采用单独的硅整流设备直接供电..4.1.5蓄电池组正常应以浮充电方式运行..4.1.6铅酸蓄电池组不宜设置端电池；镉镍碱性蓄电池组宜减少端电池的个数..4.2系统电压4.2.1直流系统标称电压1专供控制负荷的直流系统宜采用110V..2专供动力负荷的直流系统宜采用220V..3控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统采用220V或110V..4当采用弱电控制或弱电信号接线时;采用48V及以下..4.2.2在正常运行情况下;直流母线电压应为直流系统标称电压的105％..4.2.3在均衡充电运行情况下;直流母线电压应满足如下要求：1专供控制负荷的直流系统;应不高于直流系统标称电压的110％；2专供动力负荷的直流系统;应不高于直流系统标称电压的112.5％；3对控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统;应不高于直流系统标称电压的110％..4.2.4在事故放电情况下;蓄电池组出口端电压应满足如下要求：1专供控制负荷的直流系统;应不低于直流系统标称电压的85％；2专供动力负荷的直流系统;应不低于直流系统标称电压的87.5％；3对控制负荷和动力负荷合并供电的直流系统;宜不低于直流系统标称电压的87.5％..4.3蓄电池组4.3.1蓄电池型式1大型和中型发电厂、220kV及以上变电所和直流输电换流站宜采用防酸式铅酸蓄电池或阀控式密封铅酸蓄电池..2小型发电厂及110kV变电所宜采用阀控式密封铅酸蓄电池、防酸式铅酸蓄电池;也可采用中倍率镉镍碱性蓄电池..335kV及以下变电所和发电厂辅助车间宜采用阀控式密封铅酸蓄电池;也可采用高倍率镉镍碱性蓄电池..4.3.2蓄电池组数1设有主控制室的发电厂;当机组总容量为100MW及以上;宜装设2组蓄电池..其他情况下可装设1组蓄电池..2容量为200MW以下机组的发电厂;当采用单元控制室的控制方式时;每台机组可装设1组蓄电池..3容量为200MW级机组的发电厂;且升高电压为220kV及以下时;每台机组可装设1组蓄电池控制负荷和动力负荷合并供电或2组蓄电池控制负荷、动力负荷分别供电..4容量为300MW级机组的发电厂;每台机组宜装设3组蓄电池;其中2组对控制负荷供电;另1组对动力负荷供电;或装设2组蓄电池控制负荷和动力负荷合并供电..5容量为600MW级及以上机组的发电厂;每台机组应装设3组蓄电池;其中2组对控制负荷供电;另1组对动力负荷供电..6小型供热发电厂和垃圾发电厂根据工艺要求可装设1组或2组蓄电池..7发电厂网络控制系统中包括有220kV及以上电气设备时;应独立设置不少于2组蓄电池对控制负荷和动力负荷供电..当配电装置内设有继电保护装置小室时;可将蓄电池组分散装设..其他情况的网络控制系统可装设1组蓄电池..8220kV～500kV变电所应装设不少于2组蓄电池..当配电装置内设有继电保护装置小室时;可将蓄电池组分散装设..9110kV及以下变电所宜装设1组蓄电池;对于重要的110kV变电所也可装设2组蓄电池..10直流输电换流站;站用蓄电池应装设2组；极用蓄电池每极可装设2组..11直流系统电压为48V及以下当采用蓄电池时;可装设2组蓄电池..12当大型发电厂的蓄电池容量选择大于产品制造容量时;允许装设2组半容量蓄电池;并联运行;即视为1组蓄电池..4.4充电装置4.4.1充电装置型式1高频开关充电装置..2晶闸管充电装置..4.4.2充电装置配置11组蓄电池：1采用晶闸管充电装置时;宜配置2套充电装置；2采用高频开关充电装置时;宜配置1套充电装置;也可配置2套充电装置..22组蓄电池：1采用晶闸管充电装置时;宜配置3套充电装置；2采用高频开关充电装置时;宜配置2套充电装置;也可配置3套充电装置..4.5接线方式4.5.1母线接线方式11组蓄电池的直流系统;采用单母线分段接线或单母线接线..22组蓄电池的直流系统;应采用二段单母线接线;蓄电池组应分别接于不同母线段..二段直流母线之间应设联络电器..32组蓄电池的直流系统;应满足在运行中二段母线切换时不中断供电的要求..切换过程中允许2组蓄电池短时并联运行..4.5.2蓄电池组和充电装置均应经隔离和保护电器接入直流系统..1直流系统为单母线分段接线时;蓄电池组及充电装置的连接方式如下：11组蓄电池配置1套充电装置时;二者应接入不同母线段；21组蓄电池配置2套充电装置时;2套充电装置应接入不同母线段..蓄电池组应跨接在二段母线上..22组蓄电池配置2套充电装置时;每组蓄电池及其充电装置应分别接入不同母线段..32组蓄电池配置3套充电装置时;每组蓄电池及其充电装置应分别接入不同母线段;第3套充电装置应经切换电器可对2组蓄电池进行充电..4.5.3设有端电池的镉镍碱性蓄电池组;应设有降压装置..4.5.4每组蓄电池均应设有专用的试验放电回路..试验放电设备;宜经隔离和保护电器直接与蓄电池组出口回路并接..该装置宜采用移动式设备..4.5.5除有特殊要求的直流系统外;直流系统应采用不接地方式..4.6网络设计4.6.1直流网络宜采用辐射供电方式..4.6.2直流柜辐射供电1直流事故照明、直流电动机、交流不停电电源装置、远动、通信以及DC/DC变换器的电源等..2发电厂和变电所集中控制的主要电气设备的控制、信号和保护的电源..3电气和热工直流分电柜的电源..4.6.3直流分电柜应根据用电负荷和设备布置情况合理设置..4.6.4直流分电柜的接线1直流分电柜应有2回直流电源进线;电源进线宜经隔离电器接至直流母线..21组蓄电池的直流系统;2回直流电源宜来自不同母线段;对单母线接线可来自同一母线段;分电柜的直流母线可不分段；对于具有双重化控制和保护回路要求双电源供电的负荷;分电柜应采用二段母线..32组蓄电池的直流系统1对于具有双重化控制和保护回路要求双电源供电的负荷;分电柜应采用2段母线;2回直流电源应来自不同蓄电池组..并应防止2组蓄电池并联运行..2对于不具有双重化控制和保护回路的供电负荷;2回直流电源可来自同一组蓄电池;也可来自不同蓄电池组;并应防止2组蓄电池并联运行..4.6.5当需要采用环形供电时;环形网络干线或小母线的2回直流电源应经隔离电器接入;正常时为开环运行..环形供电网络干线引接负荷处也应设置隔离电器..5直流负荷5.1直流负荷分类5.1.1按功能分类1控制负荷：电气和热工的控制、信号、测量和继电保护、自动装置等负荷..2动力负荷：各类直流电动机、断路器电磁操动的合闸机构、交流不停电电源装置、远动、通信装置的电源和事故照明等负荷..5.1.2按性质分类1经常负荷：要求直流系统在正常和事故工况下均应可靠供电的负荷..2事故负荷：要求直流系统在交流电源系统事故停电时间内可靠供电的负荷..3冲击负荷：在短时间内施加的较大负荷电流..冲击负荷出现在事故初期1min称初期冲击负荷;出现在事故末期或事故过程中称随机负荷5s..5.2直流负荷统计5.2.1直流负荷统计规定1装设2组蓄电池时：1控制负荷;每组应按全部负荷统计..2动力负荷宜平均分配在两组蓄电池上;其中直流事故照明负荷;每组应按全部负荷的60％变电所和有保安电源的发电厂可按100％统计..3事故后恢复供电的断路器合闸冲击负荷按随机负荷考虑..2两个直流系统间设有联络线时;每组蓄电池仍按各自所连接的负荷考虑;不因互联而增加负荷容量的统计..3直流系统标称电压为48V及以下的蓄电池组;每组均按全部负荷统计..5.2.2事故停电时间1与电力系统连接的发电厂;厂用交流电源事故停电时间应按1h计算..2不与电力系统连接的孤立发电厂;厂用交流电源事故停电时间应按2h计算..3直流输电换流站;全站交流电源事故停电时间应按2h计算..4有人值班的变电所;全所交流电源事故停电时间应按1h计算..5无人值班的变电所;全所交流电源事故停电时间应按2h计算..5.2.3直流负荷统计计算时间应符合表5.2.3规定..6.1保护6.1.1蓄电池出口回路、充电装置直流侧出口回路、直流馈线回路和蓄电池试验放电回路等;应装设保护电器..6.1.2保护电器采用直流断路器或熔断器..6.1.3当直流断路器和熔断器串级作为保护电器时;宜按下列配合：1熔断器装设在直流断路器上一级时;熔断器额定电流应为直流断路器额定电流的2倍及以上..2直流断路器装设在熔断器上一级时;直流断路器额定电流应为熔断器额定电流的4倍及以上..6.1.4各级保护装置的配置;应根据短路电流计算结果;保证具有可靠性、选择性、灵敏性和速动性;并应满足GB 14285中有关规定..6.1.5各级保护装置可采用瞬时电流速断、短延时电流速断和反时限过电流保护..6.2测量6.2.1直流系统设有微机监控装置时;在直流柜上的测量表计可仅装设直流母线电压表..直流系统不设微机监控装置时;直流柜上应装设下列常测表计：1直流主母线、蓄电池回路和充电装置输出回路的直流电压表..2蓄电池回路和充电装置输出回路的直流电流表..6.2.2蓄电池回路宜装设浮充电电流表..6.2.3直流分电柜应装设直流电压表..6.2.4直流主母线应设有绝缘检测;能测出正极、负极对地的电压值及绝缘电阻值..6.2.5直流柜和直流分电柜上所有测量表计;宜采用1.5级指针式或4 位精度数字式表计..6.2.6直流柜布置在控制室主环外或控制室外时;应在主环屏上装设直流母线电压表..6.3信号6.3.1直流母线电压异常时;应发出信号..6.3.2当直流系统绝缘电阻低于规定值时;应能显示有关参数和发出信号..6.3.3大、中型发电厂;220kV及以上和110kV重要变电所的直流柜及直流分电柜上;宜装设接地自动检测装置;同时应能显示有关参数和故障点并发出信号..6.3.4直流系统应具有蓄电池出口断路器跳闸或熔断器熔断、充电装置交流失电、充电装置故障等报警功能;应能显示故障元件并发出信号..6.3.5直流系统未设微机监控装置;且直流柜布置在控制室主环外或控制室外时;应在主环屏上设置直流系统故障的总信号..6.4自动化要求6.4.1直流系统中宜按每组蓄电池组设置一套微机监控装置..6.4.2直流系统微机监控装置应具有下列基本功能：1测量：直流系统母线电压、充电装置输出电压和电流及蓄电池组电压和电流..2信号：直流系统母线电压过高和过低、直流系统接地、充电装置运行方式切换和故障等..3控制：充电装置的开机、停机和运行方式切换..4接口：通过通信接口;将信息传至上位机..6.4.3直流系统设有微机监控装置时;各自动化装置的报警信号及其他信息等;均应先传至直流系统的监控装置;然后通过通信接口传至上位机..6.4.4直流系统I/O内容参见附录A..7设备选择7.1蓄电池组7.1.1蓄电池个数参见附录B.11无端电池的铅酸蓄电池组;应根据单体电池正常浮充电电压值和直流母线电压为1.05倍直流系统标称电压值来确定..2有端电池的镉镍碱性蓄电池组;应根据单体电池正常浮充电电压值和直流母线电压为1.05倍直流系统标称电压值来确定基本电池个数；同时应根据该电池放电时允许的最低电压值和直流母线电压为1.05倍直流系统标称电压值确定整组电池个数..7.1.2蓄电池浮充电压蓄电池浮充电压应根据厂家推荐值选取;当无产品资料时可按：1防酸式铅酸蓄电池的单体浮充电电压值宜取2.15V～2.17VGFD型蓄电池宜取2.17V～2.23V..2阀控式密封铅酸蓄电池的单体浮充电电压值宜取2.23V～2.27V..3中倍率镉镍碱性蓄电池的单体浮充电电压值宜取1.42V～1.45V..4高倍率镉镍碱性蓄电池的单体浮充电电压值宜取1.36V～1.39V..7.1.3蓄电池放电终止电压单体蓄电池放电终止电压应根据直流系统中直流负荷允许的最低电压值和蓄电池的个数来确定;但不得低于产品规定的最低允许电压值..7.1.4蓄电池均衡充电电压单体蓄电池均衡充电电压应根据直流系统中直流负荷允许的最高电压值和蓄电池的个数来确定;但不得超出产品规定的电压允许范围..7.1.5蓄电池容量选择条件1应满足全厂所事故全停电时间内的放电容量；2应满足事故初期1min直流电动机启动电流和其他冲击负荷电流的放电容量；3应满足蓄电池组持续放电时间内随机5s冲击负荷电流的放电容量；4应以最严重的事故放电阶段;计算直流母线电压水平..7.1.6蓄电池容量选择计算参见附录B.21电压控制法亦称容量换算法参见附录B.2.11按事故放电时间分别统计事故放电容量..2根据蓄电池型式、放电终止电压和放电时间;确定相应的容量系数K cc..3根据事故放电容量计算所需容量C c..选取与计算容量最大值接近的蓄电池标称容量C10或C5..4进行蓄电池端电压水平的计算;应满足直流系统最低电压的要求..——事故放电初期1min承受冲击负荷电流时蓄电池所能保持的电压值..——任意事故放电阶段末期承受随机5s冲击负荷电流时蓄电池所能保持的电压值..——任意事故放电阶段末期蓄电池所能保持的电压值..2阶梯计算法亦称电流换算法参见附录B.2.21按事故放电时间分别统计事故放电电流;确定负荷曲线..2根据蓄电池型式、放电终止电压和放电时间;确定相应的容量换算系数K c..3根据事故放电电流;按事故放电阶段逐段进行容量计算..当有随机5s冲击负荷时;应叠加在第一阶段以外的计算容量最大的放电阶段..4选取与计算容量最大值接近的蓄电池标称容量C10或C5;作为蓄电池的选择容量..7.2充电装置7.2.1充电装置的技术特性要求1应满足蓄电池组的充电和浮充电要求..2应为长期连续工作制..3充电装置应具有稳压、稳流及限流性能..4应具有自动和手动浮充电、均衡充电和稳流、限流充电等功能..5充电装置的交流电源输入宜为三相制;额定频率为50Hz;额定电压为3801±10％V..小容量充电装置的交流电源输入电压可采用单相2201±10％V..61组蓄电池配置1套充电装置的直流系统;充电装置的交流电源宜设2个回路;运行中1回路工作;另1回路备用..当工作电源故障时;应自动切换到备用电源..7充电装置的主要技术参数应满足表7.2.1的要求..表7.2.1充电装置的主要技术参数表8高频开关电源模块选择和配置要求参见附录C.2..9高频开关电源模块基本性能要求如下：1均流：在多个模块并联工作状态下运行时;各模块承受的电流应能做到自动均分负截;实现均流；在2台及以上模块并联运行时;其输出的直流电流为额定值时;均流不平衡度应不大于±5％额定电流值..2功率因数：功率因数应不小于0.90..3谐波电流含量：在模块输入端施加的交流电源符合标称电压和额定频率要求时;在交流输入端产生的各高次谐波电流含有率应不大于30％..4振荡波抗扰度：应能承受GB/T 17626.12—1998表2中规定的三级的振荡波抗扰度..5静电放电抗扰度：应能承受GB/T 17626.2—1998表2中规定的三级的静电放电抗扰度..7.2.2充电装置的选择参见附录C.1充电装置的额定电流的选择应满足下列条件：1满足浮充电要求..浮充输出电流应按蓄电池自放电电流与经常负荷电流之和计算..2有初充电要求的应满足初充电要求..初充电的输出电流：1铅酸蓄电池应按1.0I10～1.25I10选择；2镉镍碱性蓄电池应按1.0I5～1.25I5选择..3满足均衡充电要求..均衡充电的输出电流：1铅酸蓄电池应按1.0I10～1.25I10并叠加经常负荷电流选择；2镉镍碱性蓄电池应按1.0I5～1.25I5并叠加经常负荷电流选择..但当蓄电池脱开直流母线;单独进行均衡充电时;可不计入经常负荷电流..7.2.3充电装置的输出电压调节范围;应满足蓄电池放电末期和充电末期电压的要求..参见表7.2.3..。

直流电机速控制系统设计直流电机速控制系统是指通过调整电机输入电压或者电流，以控制电机的转速。

直流电机速控制系统广泛应用于工业生产中，可以实现电机的精确控制和稳定运行。

本文将从系统需求分析、控制策略选择、系统设计以及系统优化等方面对直流电机速控制系统进行详细分析和设计。

一、系统需求分析1.系统功能要求：实现电机的速度控制，在给定运行速度的情况下，保持电机的稳定运行。

2.系统性能要求：实现速度控制的精度高、响应快、稳定性好。

3.系统安全性要求：确保系统工作时稳定可靠，避免出现电机过载或者损坏等问题。

二、控制策略选择在直流电机速度控制系统设计中，常见的控制策略有PID控制策略、模糊控制策略和神经网络控制策略。

1.PID控制策略：PID控制器通过对比目标速度和实际速度，计算出电机的控制输出，具有调节速度的精度高、响应快、稳定性好的特点。

2.模糊控制策略：模糊控制器通过模糊化输入输出变量，并且根据模糊规则进行推理和解模糊处理，从而实现对电机速度的控制。

3.神经网络控制策略：神经网络控制器通过学习和训练神经网络模型，根据输入的实时电机速度信息，输出控制信号，实现精确的电机速度控制。

三、系统设计在直流电机速度控制系统设计中，需要考虑到电源管理、传感器选择、控制器设计等方面的内容。

1.电源管理：选择合适的电源供应电路，根据电机的额定电压和电流，选择适当的电源类型和功率，确保电机的稳定工作。

2.传感器选择：选择合适的速度传感器，可以采用光电编码器、霍尔传感器等，用于实时测量电机的速度信息，并作为反馈信号输入给控制器。

3.控制器设计：设计合适的控制算法和电路结构，根据控制策略选择PID控制器、模糊控制器或者神经网络控制器，并且实现控制输出与电机输入电压或者电流的转换。

四、系统优化1.参数调整：根据实际情况，通过调整PID控制器的参数，可以达到更好的控制效果。

常用的调参方法有试错法、遗传算法等。

2.响应速度提升：通过提高控制器计算速度、减少控制器延时等方法，可以提高系统的响应速度。

PWM直流双闭环调速系统设计引言PWM（Pulse Width Modulation）直流双闭环调速系统是一种常用于电动机调速的控制系统。

在许多应用中，需要对电动机的速度进行精确控制，以满足不同的工作需求。

PWM直流双闭环调速系统通过不断调整电动机输入电压的占空比，使电动机保持稳定的转速，具有快速响应、良好的稳定性和较大的负载适应能力等优点。

本文将介绍PWM直流双闭环调速系统的设计原理、硬件电路和控制算法，并提供代码示例和性能分析。

设计原理闭环控制系统PWM直流双闭环调速系统由两个闭环控制回路组成：速度闭环和电流闭环。

速度闭环通过反馈电动机的实际转速来调整电动机输入电压，以使其达到期望转速。

电流闭环通过反馈电动机的实际电流来调整PWM信号的占空比，以使电动机输出的扭矩与负载要求相匹配。

速度闭环控制速度闭环控制由速度传感器、比例积分控制器和电动机驱动器组成。

速度传感器通常采用编码器或霍尔传感器来测量电动机转速，并将其转换为电压信号。

比例积分控制器根据速度误差和积分误差来计算控制器输出，并将其输入给电动机驱动器。

电流闭环控制电流闭环控制由电流传感器、比例积分控制器和PWM模块组成。

电流传感器用于测量电动机的电流，并将其转换为电压信号。

比例积分控制器计算电流误差和积分误差，并生成控制器输出，将其输入给PWM模块。

硬件电路设计PWM直流双闭环调速系统的硬件电路设计包括电源模块、电流传感器、速度传感器、比例积分控制器、PWM模块和电动机驱动器等。

电源模块电源模块用于提供系统所需的直流电压。

它可以采用稳压稳流电路来稳定输出电压和电流。

电流传感器电流传感器用于测量电动机的电流。

常用的电流传感器包括霍尔传感器和电阻传感器。

它将电动机的电流转换为电压信号，并输入给比例积分控制器。

速度传感器速度传感器用于测量电动机的转速。

常用的速度传感器有编码器、霍尔传感器和光电传感器等。

比例积分控制器比例积分控制器是PWM直流双闭环调速系统的核心控制模块。

中文摘要根据任务书中的要求，由现有的资料，分析3/2接线线路组成，分析蓄电池组选取，蓄电池组选择，基本电池节数计算，直流操作电源的选取，断路器选取，计算依据及整定，最后完成给定的发电厂直流系统回路设计。

关键词电力系统，直流操作电源，蓄电池组，3/2接线，断路器目录中文摘要 (1)目录 (2)1设计任务描述 (3)设计的原始资料及依据： (3)1.1 设计题目：发电厂直流系统回路 (4)1.2 设计要求 (4)1.3对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求： (4)1.4 设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求： (4)1.5时间进度安排： (5)1.6 主要参考资料（文献）。

(5)2 设计思路 (6)3 设计方框图 (7)4 各部分电路设计参数计算及分析 (8)4.1 直流操作电源 (8)4.2 SDJ1-84《火电发电厂设计技术规程》规定： (9)4.3 蓄电池组分类： (9)4 蓄电池个数计算： (9)4.5 主厂房直流系统： (10)4.6 三段保护直流断路器选择 (10)4.6.1.设计选择要求 (10)4.6.2.额定电流的计算 (10)小结 (14)致谢 (15)参考文献 (16)1设计任务描述设计的原始资料及依据：装机容量为2*600MW，2*600MW汽轮发电机分别与240MVA强迫油循环冷却的主变压器构成发电机变压器组，接至500KV母线上。

500KV母线采用3/2接线方式；厂用工作电源由发电机出口引接，厂用备用电源引自500KV母线。

电气部分主要设备:（1）、一号发电机F1: QFSS-600-2 额定功率 Pe=600MW 定子额定电压Ue=20KV 定子额定电流Ie=19887A 功率因数:0.9（2）、一号主变B1: SSP-360000/500 额定容量360MVA 额定电压( 550±2×2.5%) KV/20kv 额定电流554/13870A（3）、主断路器QF: LW6—500 额定电压500kV 额定电流3150A额定短路开断电流50kA 近区故障开断电流45kA额定峰值耐受电流125kA 额定短时耐受电流20kA额定短时关合电流（峰值）125kASF6气体压力0.6MPa 分相操作机械寿命（分合闸次数）3000次操动机构预充压力18MPa 额定油压32.6MPa 操作电源DC220V油泵电机：380V(AC) 1410转/分 1.5kW分闸线圈电流：2.2A 分闸线圈电阻：82欧姆合闸线圈电流：1.5A 合闸线圈电阻：210欧姆分闸时间：<28ms 合闸时间： <90ms（4）、起动备用变01B:SFPFZ7-31500/22031500/20000-20000KVA (232±8×1.5%) KV/6.3-6.3Y0 ,d11,d11 Ud=18.5%(半穿越)油泵电机LS60L2 功率；1.5kW 8.0=ϕCOS 额定电流3.7A 转数：min /1420r（5）、隔离开关 GW6ⅢD 额定电压500kV 最高工作电压 550kV 额定电流4000A 3秒热稳定电流50kA 动稳定电流125kA1.1 设计题目：发电厂直流系统回路1.2 设计要求1、发电厂直流系统回路设计要求2、发电厂直流系统回路设计3、发电厂直流系统回路进行分析，4、发电厂直流系统回路展开图1.3对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求：按学校相关文件要求执行1.4 设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求：提交设计说明书及相应图纸1.5时间进度安排：1.6 主要参考资料（文献）。

直流电机控制系统硬件设计
1. 概述
直流电机控制系统硬件设计是指设计一套能够控制直流电机运行的硬件系统，包括电机驱动器、控制器、传感器等组件。

本文将从硬件设计的角度出发，介绍直流电机控制系统的组成部分、功能要求和设计考虑。

2. 组成部分
直流电机控制系统通常包括以下组成部分：
•电机驱动器：用于控制电机的转速和方向，通常采用功率半导体器件如MOSFET、IGBT等控制电机的电流。

•控制器：负责执行控制算法，接收传感器反馈信息，并输出控制信号给电机驱动器。

•传感器：用于监测电机的转速、位置等状态信息，通常包括编码器、霍尔传感器等。

3. 功能要求
直流电机控制系统的硬件设计应满足以下功能要求：
•实现电机的准确转速控制；
•实现电机的正反转控制；
•实现电机的位置闭环控制；
•提供多种保护功能，如过流保护、过压保护等。

4. 设计考虑
在设计直流电机控制系统的硬件时，需要考虑以下方面：
•电机驱动器的功率匹配：根据电机的功率和转速要求选择适合的
驱动器。

•控制器的性能要求：控制器需要具备足够的计算能力和接口以实
现控制算法。

•传感器的精度和稳定性：传感器需要具备足够的精度和稳定性以
保证系统的准确性和稳定性。

•电路的布局和散热设计：确保电路布局合理，散热效果良好，以
提高系统的可靠性和稳定性。

5. 总结
直流电机控制系统硬件设计是实际工程中的重要一部分，设计合
理的硬件系统能够提高电机控制系统的性能和稳定性。

在设计过程中，需要充分考虑电机的功能要求、硬件组成部分、设计考虑等方面，以
确保系统能够满足实际应用需求。

专业课程设计题目三直流电动机测速系统设计院系：专业班级：小组成员：指导教师：日期：前言1.题目要求设计题目：直流电动机测速系统设计描述：利用单片机设计直流电机测速系统具体要求： 8051 单片机作为主控制器、利用红外光传感器设计转速测量、检测直流电机速度，并显示。

元件： STC89C52、晶振(12MHz)、小按键、 ST151、数码管以及电阻电容等2.组内分工(1)负责软件及仿真调试：主要由完成(2)负责电路焊接：主要由完成(3)撰写报告：主要由完成3.总体设计方案总体设计方案的硬件部分详细框图如图一所示 :数码管显示按键控制单片机 PWM 电机驱动一、转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否,因此,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。

按照不同的理论方法,先后产生过模拟测速法 (如离心式转速表) 、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪) 以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。

本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统,其转速测量方法采用的就是电子式定时计数法。

对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。

在频率的工程测量中,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种：①测频率法:在一定时间间隔t 内,计数被测信号的重复变化次数N ,则被测信号的频率fx 可表示为f x =Nt(1)②测周期法:在被测信号的一个周期内,计数时钟脉冲数m0 ,则被测信号频率fx = fc/ m0 ,其中, fc 为时钟脉冲信号频率。

③多周期测频法:在被测信号m1 个周期内, 计数时钟脉冲数m2 ,从而得到被测信号频率fx ,则fx 可以表示为fx =m1 fcm2, m1 由测量准确度确定。

电子式定时计数法测量频率时, 其测量准确度主要由两项误差来决定: 一项是时基误差 ; 另一项是量化± 1 误差。