电力拖动课程设计报告

1、目 录第一章 设计概述1.1 实验任务概述.21.2 实验任务分析.21.3 设计内容及要求.2第二章 双闭环调速系统的设计2.1 转速调节系统的设计.32.2 电流调节系统的设计.4第三章 转速电流双闭环直流调速系统 第四章 系统特性测试（实验结果分析）4-1 开环与闭环时电动机转速波形的对比.54-2 调速系统PI特性调节过程中的波形对比.64-3 突加给定时电机的转速波形.74-4 给定值Ug的电压波形8第五章 心得体会第一章 设计概述1.1 设计任务概述本次课程设计的任务是借助已学的电机拖动和电力拖动控制系统中的知识设计双闭环直流调速系统的全过程，培养学生综合应用所学的直流调速知识去分

2、析和解决工程实际问题的能力，帮助学生巩固、深化和拓展知识面，使之得到一次较全面的设计训练，为毕业设计和实际工程设计奠定基础。1.2 设计任务分析转速、电流双闭环不可逆直流调速系统是一种典型的自动控制系统。这种调速系统只有两个调节器，即速度调节器（ASR）和电流调节器(ACR)，两个调节器作串级连接，其中速度调节器的输出信号作为电流调节器的输入信号，从而形成一环套一环的转速、电流双闭环结构。这种转速、电流双闭环调速系统，在突加转速给定信号的过程中表现为一个恒电流加速系统，而在稳态和接近稳态的运行中又表现为一个无静差调速系统，因此各项性能指标较系统开环时提高许多。自控系统调试所遵循的原则：先部分，

3、后系统：即首先对系统的各个单元进行调试，然后再对整个系统进行调试。先开环，后闭环：即首先进行开环调试，然后再对系统闭环进行调试。先内环，后外环：即首先对内环进行调试（如在本此调试中就应先对电流环进行调试）,然后再对外环进行调试（如本此调试中的速度环调试）。1.3 设计内容及要求 性能指标：无静差或5%，D10；n%<10%，带Inom时的启动时间<2秒，i<5%；动态速降小于5%，系统动态恢复时间小于0.5秒。系统参数：直流电动机：Unom=220V，Inom=1.2A，nnom=1600r/min，允许过载倍数=1.2，三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.00167s，电流

4、滤波时间常数Ton=Toi=0.005s。其余参数通过实验测得。第二章 双闭环调速系统的设计一、转速换（ASR）的设计速度调节器以及速度变换器均由试验台提供完整模块，我们需要根据原理图连线，连接正确后再对调节器的PI参数进行调节，经过多次调节最后得出速度调节器PI参数分别为35（*10K）、11.5（uF）。图2-1 速度调节器原理图图2-2 速度变换二、电流调节器（ACR）设计 和速度调节器一样，电流调节器同样由试验台提供，经过反复调节得到比较可靠地PI参数分别为1*10K、22.5uF。图2-3 电流调节器原理第三章 转速电流双闭环调速系统自动控制系统框图组成如下：图3-1 双闭环直流调速

5、系统原理框图通过第二章转速换和电流环的测试后，我们现在将ASR、ACR以及直流电机开环系统合并构成转速电流双闭环直流调速系统。该系统通过对直流电动机转速和电枢电流的控制可调节可实现直流电动机的无静差调速，大大提高了直流电动机的静态性能和动态性能，增强了直流电机工作系统的可靠性。第四章 系统特性测试（实验结果分析） 根据实验要求，我们对以上直流调速系统的一系列系统特性进行了较为细致的测量并得到了对应的不行图，下面我将根据采集到的波形对各系统特性进行简要叙述：4-1、系统开环时直流电动机转速动态波形与双闭环时的波形对比 图4-1开环图4-2双闭环通过对开环与双闭环时的电机转速波形的对比，我们可以很

6、明显的看出双闭环时电动机启动时转速平缓了许多，并且在双闭环条件下由于电流环的控制作用电机可以直接启动而不必担心启动电流过大而导致电机损坏。4-2、PI参数的调节图4-3双闭环稳定时的转速波形图4-4无比例有积分时的转速波形图4-5 无积分有比例是的转速波形比较以上三个状态下的转速波形可以看出，良好的PI调节需要P参数和I参数共同对系统作用。单个的P或者I下只能在一定程度上对系统进行修正，有时甚至会将系统的运行状态搞得更加糟糕。在本次实验中我还得出一个结论：单个的I调节可以基本实现系统的平衡，单个的P调节则不能实现，有事P调节甚至会将系统的不稳定状态变得更加明显。4-3、突加负载时系统的运行情况

7、图4-6 突减负载时的转速波形图4-7 突加负载时的转速波形由于开环时突加负载会造成电机停转，所以无法测得其转速波形，同时这也恰好能说明双闭环调速系统的稳定性比开环优越。我们也可以从以上波形中得出，双闭环直流调速系统能对负载突变做出快速反应，实现恒定电流调速。4-4、三相全波整流给定值得波形图4-8 给定Ug的波形根据电力电子只是可以知道，通过改变给定的大小可以控制三相全控桥的输出幅值，这里我们通过改变给定的大小间接对电动机的转速进行调节。总结： 与开环直流调速系统相比，转速电流双闭环直流调速系统大大提高了系统的动态性能和稳态性能能够在电源电压波动、负载波动情况下维持电机转速在足够的精度下稳定运行，能够使电机在正常情况下以最大转矩运行，能够使电机跟快起动，最重要的是能够有效地对电机运行起到保护作用。心得体会通过这次电力拖动控制系统直流电动机转速电流双闭环调速系统课程设计，我对直流电机的调速有了一个清晰的认识和理解。也初步建立了一个有关电动机调速自动控制的简单概念。在本次课程设计中，我的动手动脑能力的到了极大的提高，独立学习的意识也得到了更进一步的强化。经过了这段时间对电机以及调速系统的这是触碰