电机学部分课程设计任务书

电机学课程设计任务书一、课程设计目的和要求1目的通过设计实践，培养学生查阅专业资料、工具书或参考书，掌握现代设计手段和软件工具，并能以仿真程序及仿真结果表达其设计思想的能力。2要求1）搭建系统仿真电路还或者搭建实际电路；2）提供仿真系统参数，（可自行设计或使用题目提供相关参数）；3）绘制相关参数曲线；4）分析对比相关控制参数，给出相应结论。二、原始资料1直流开环调速（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流开环调速系统仿真模型；电动机额定参数:U=220V,I=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，·m。励磁电压U=220Ⅴ,励磁电流I=1.5A。采用三相桥式流整电路,2ffNNGD=22.5N2设流整器内阻题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的控制角a=30°，45°，60°，R=0.05Ω。平波电抗器Ld=20mH。75°时转速、转矩和电流变化，总结开环直流调速系统特点。2转速闭环控制的直流调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立转速闭环控制的系统仿真模型；电动机额定参数:U=220V,I=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，·m。励磁电压U=220Ⅴ,励磁电流I=1.5A。采用三相桥式整流电路,2ffNNGD=22.5N2设整流器内阻R=0.05Ω。平波电抗器Ld=20mH。题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。分别采用比例调节，比例-积分调节，带电流截止负反馈调节三种方法观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的转速响应、电压响应和电流响应变化，总结转速闭环控制直流调速系统特点。3直流双闭环调速系统（可在实验台上自行搭建）依据上图建立的直流双闭环调速系统仿真模型；电动机额定参数:U=220V,I=136A,Nn=1460r/min，四极，Ra=0.21Ω，·m。励磁电压U=220Ⅴ励,磁电流I=1.5A。采用三相桥式整流电路,2ffNNGD=22.5N2设整流器内阻R=0.05Ω。平波电抗器Ld=20mH。题中仅给出电动机额定参数，电源、变压器等参数必须根据电动机要求进行设计和计算。设计指标为：电流超调量不大于5%，空载起动到额定转速时的转速超调量不大于10%，过载倍数时间常Ton=0.01s。取转速调节器和电流积分限幅值为12Ⅴ,输出限幅值为10V，un*为10Ⅴ。λ为1.5，电流反馈滤波时间常数Toi=0.002s，转速反馈滤波额定转速时转速给定仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。总结该系统特点。4转速电流闭环控制直流PWM-M可逆系统搭建上图转速电流闭环控制直流PWM-M可逆系统仿真模型；电动机额定参数:U=110V,IN=2.9A,Nn=2400r/min，电枢电感60.4mH，Ra=3.4NΩ，GD=0.014kg·m。励磁电压U=110Ⅴ,励磁电流I=0.5A。f22f模型中PWM调制采用双极式控制模块，也可采用单极式控制模块，转速调节器，电流调机器等相关参数，如下表所示：仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统响应的影响。总结该系统特点。5三相异步电机接额定电压直接启动仿真电机参数如下：额定功率2.2kW，额定线电压380V，额定频率50Hz，额定转速1423rpm，定子电阻为3.478Ω，定子漏感为0.01254H，转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感为0.3329H，转动惯量为0.0131，极对数为2。仿真观察系统的转速、电流和电磁转矩，并绘制电机转矩-转速特性曲线。总结该系统特点。6绕线式异步电机串电阻调速系统仿真上图是绕线式异步电动机转子串电阻系统的原理图。转子绕组分别串联了R1和R2二级电阻，开关K3和K4接通则切除电阻R2,开关K1和K2接通时转子子绕组短接、串联电阻R1和串联电阻绕组三相短接，因此电动机可以得到转(R1+R2)情况下的三种速度。绕线式异步电动机通过转子串电阻也可以限制电动机起动电流。电机参数如下变所示：设调速电阻R1=R2=5Ω，起动1.5s时接通开关K3和K4，切除三相电阻R2；3s时接通开关K1和K2，切除全部转子电阻。观察电机转速、转矩、转子电流和定子电流，总结该系统特点。8恒压频比控制调速系统仿真建立恒压频比控制调速系统模型，如下图所示：电机参数如下图：在给定频率50Hz、电机空载起动、4s时加负载70N