1、西南科技大学电气工程及其自动化专业方向设计报告设计名称： 直流调速系统设计 姓 名： 学 号: 20115122 班 级： 电气 1101 指导教师： 起止日期： 2014-11-5 至 2014-12-5 西南科技大学信息工程学院制2方 向 设 计 任 务 书学生班级： 电气 1101 学生姓名： 学号： 20115122 设计名称： 直流调速系统设计 起止日期： 2014-11-5 至 2014-12-5 指导教师： 设计要求：已知电动机的额定数据为：PN=60 kW, UN=220 V, IN=308 A, nN=1000 r/min，电动机系数 Ce=0.196 V.min/r，主回路
2、总电阻 R=0.18，触发整流环节的放大系数倍数 ks=35，电磁时间常数 T1=0.012 s机电时间常数 Tm=0.12 s，电流反馈滤波时间常数 T0i=0.0025 s，转速反馈滤波时间常数 T0n=0.015 s 额定转速时的给定电压(U*n)N=10 V，调节器 ASR，ACR 饱和输出电压 U*im=8 V，Ucm =6.5 V。方 向 设 计 学 生 日 志时间 设计内容第十周 翻阅相关书籍、网上查阅相关资料第十一周 计算仿真需要的相关数据第十二周 进行多次仿真，根据仿真的结果把数据进行改善第十三周 根据冉老师的建议，再次修改仿真数据第十四周 写设计报告3直流调速系统设计摘要：
3、此设计利用晶闸管、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统。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 Matlab进行系统的数学建模和系统仿真，分析双闭环直
4、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，Matlab4DC speed control system designAbstract：The 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, s
5、peed 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 a
6、llowing 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; whe
7、n 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. . Matlab for system through math
8、ematical 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，Matlab51、设计目的和意义通过对转速、电流双闭环直流调速系统的了解，使我们能够更好的掌握调速系统的基本理论及相关内容，在对其各种性能加深了解的同时，能够发现其缺陷之处，通过对该系统不足之处的完善，可提高该系统的性能，使其能够
9、适用于各种工作场合，提高其使用效率。并以此为基础，再对交流调速系统进行研究，最终掌握各种交、直流调速系统的原理，使之能够运用于国民经济各个生产领域。2、控制要求1、要求静态无静差，动态电流超调量 或 = =K （4-9）N)(AVTI)(AV57.1TIdI9考虑到（1.52）倍的裕量 =（1.52）K （4-10）)(AVTIdI式中 K= /（1.57 ）电流计算系数。TId对于三相全控整流电路 K=0.368，考虑 1.52 倍的裕量=n5.125.1IIIdAVT A26170386.0)5.1(取 。故选晶闸管的型号为 KP160晶闸管元件。03、主电路的保护设计与计算在实际的运行过
10、程中，会受各种各样因素的引响，使电压或电流超出系统允许的范围，如电网电压波动导致的过电压，过载或堵转引起的过电流等等，这时很容易损坏系统，因而需要设置相应的保护电路。3.1 过电压保护以过电压保护的部位划分，可分为交流侧过电压保护、直流侧过电压保护和器件两端过电压保护三种。（1）交流侧过电压保护 Error! No bookmark name given. 阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻 R和电容 C进行保护。对于单相电路电容 C 的耐压 （4-11）26emSCIU1.5mU（4-12）2.3shemRSI电阻功率： （4-13）26(4)10RRCCPIIfU式中： 变压器容量（VA）
11、S变压器二次相电压有效值2U通过电阻的电流（ A） RI变压器励磁电流百分比，10100KVA 的变压器，对应的 =104；em emI变压器的短路比，101000KVA 的变压器，对应的 =510；sh shU阻容两端正常工作时交流电压峰值（V）。U取 =6, =8，由式（4-11）、（4-12）、（4-13）得emIshC6 S/U22=6662.9103/1202=157.3F耐压1.5Um =1.5 120=254.6V210由公式计算出电容量一般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来确定保护电压的容量，这里选 CZ32-2型金属化纸介电容器，电容量 160uF，耐压 300V。
12、对于相电路，R 和 C的数值可按表进行换算。如表一：表一：变压器和阻容装置不同接法时电阻和电容的数值变压器接法单相 三相、二次 Y联结 三相、二次 D联结阻容装置接法与变压器二次侧并联Y联结 D联结 Y联结 D联结电容 C C 1/3C 3C C电阻 R R 3R 1/3R R取 2IC=2fCUC10-6=25016012010-6=6.03 APR（34）IC2R=(34) 6.0322=（218.17290.89）W可选取 2，300W 的陶瓷绕线电阻。 压敏电阻的选择压敏电阻标称电压 = =1.3 120=220.6VmAU123.取电流量 5KA，选 MY31-220/5型压敏电阻。
13、允许偏差+10（242V）。（2） 直流侧过电压保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成 di/dt加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。(1.82) =(1.82.2) 220=396484V MaU1DC选 MY31-660/5型压敏电阻，允许偏差+10。闸管及整流二极管两端的过电压保护抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。阻容保护的数值一般根据经验选定，见表二表二阻容保护的数值一般根据经验选定晶闸管额定电流/A 10 20 50 100 200 500 1000电容/F 0.1 0.15 0.2 0.25 0.5 1 2电阻/ 100 80 40 20 10 5 2抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。电容耐压可选加在晶闸管两端工作电压峰值 的 1.11.15 倍。mU
