文档介绍：运动控制系统综合训练报告
题目某轧机直流电动机调速系统设计
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摘要
直流电动机是最早出现的电动机,也是最早能实现调速的电动机。长期以来,直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。由于它具有良好的线性调速特性,简单的控制性能,高的效率,优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战,但到目前为止,它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。
双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统,是目前直流调速系统中的主流设备,具有调速范围宽、平稳性好、稳速精度高等优点,在理论和实践方面都比较成熟的系统,在拖动领域中发挥着极其重要的作用。
近年来,直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率原件的不断出现,使采用全控型的开关功率元件进入脉宽调制(PulseWidthModulation,简称PWM)控制方式已成为绝对主流。这种控制方式很容易在单片机控制中实现,从而为直流电动机控制数字化提供了契机。
关键字:直流调速双闭环控制 PWM 三相桥式 IGBT

目录
摘要
第一章绪论 1
第二章直流调速系统的方案确定 2
2
2
6
第三章主电路和励磁回路的设计与分析 7
PWM变换器介绍 7
10
第四章主电路元部件及参数计算 11
11
IGBT管的参数 11
13
14
交流侧过电压保护 15
16
17
18
22
第五章PWM控制直流调速系统控制电路设计 22
PWM信号发生器 25
25
第六章双闭环调速系统调节器的动态设计
电流调节器的设计 27
转速调节器的设计 29
总结 35
参考文献 36
第一章绪论
直流电动机具有良好的起制动性能,易于在广泛范围内平滑调速,在需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟,而且从反馈闭环控制的角度来看,它又是交流拖动控制系统的基础,所以首先应该掌握好直流系统。从生产机械要求控制的物理量来看,电力拖动自动控制系统有调速系统,位置随动系统,张力控制系统,多电动机同步控制系统等多种类型,而各种系统往往都通过控制转速来实现的,因而调速系统是最基本的拖动控制系统。直流调速的电枢和励磁不是耦合的,是分开的,对电枢电流和励磁电流能够做到精确控制;而交流调速,电枢电流和励磁电流是耦合的,是无法做到精确控制的。因此在轧机、造纸等对力矩要求很高行业,直流调速还是具有广泛性直流调速器具有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。由于主电路电感的作用,电流不能突跳,为了实现在允许条件下最快启动,关键是要获得一段使电流保持为最大值的恒流过程,按照反馈控制规律,电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈,而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端,到达稳态转速后,又希望只要转速负反馈,不让电流负反馈发挥作用,因此我们采用双闭环调速系统。直流调速系统在理论上和实践上都比较成热,从控制技术的角度来看,它又是交流调速系统的基础,因此,直流调速系统的应用研究有实际意义。在工程实践中,有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节并且要求有良好的静、动态性能。由于直流电动机具有极好的运行性能和控制性能,尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易,但长期以来,直流调速系统一直占据垄断地位。由于全数字直流调速系统的出现,目前,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。

第二章直流调速系统的方案确定

采用转速、电流负反馈构成双闭环调速系统主回路采用三相全控桥不可逆系统。励磁回路采用三相桥式晶闸管变流装置供电,构成励磁电流闭环系统控制。
技术数据:
直流电动机数据:电动机型号:Z2-62, 220V,,1500rpm,,允许过载倍数,电枢回路电阻,系统运动部分的转动惯量。
要求达到的性能指标:,电流超调量,转速无静差,且空载起动到额定转