【RS50】毕业论文_直流电动机无环流可逆调速系统设计.doc文档 ㊣ 精品文档 值得下载

合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动的设备中，用以控制位置速度加速度压力张力和转矩等。

直流电动机具有良好的起制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。

由于半导体技术在电力电子学和模拟及数字电子学方面的迅速发展，促使了电力拖动自动控制系统的日新月异。

采用电力拖动自动控制系统，方面可以把人们从繁重的体力劳动中解放出来，自动地把电能变换成所需要地机械能，另方面也可以把人们从信息处理地繁杂的事务工作中解脱出来。

因此，应用电力拖动自动控制系统可以具有以下些优点首先是改善生产过程中的工作条件节约劳动力和减少原材料和能源的消耗其次是提高生产设备的利用率可靠性﹑安全性及其寿命，减少故障率和重大故障的可能性最后对于些因生产工艺和环境条件等原因造成的不能或不宜由人进行控制的场合，可以实现过程控制等方式。

本设计的主要研究对象是直流电动机无环流可逆调速系统，以及此系统基于的仿真研究。

本设计共分为六章，第章主要介绍电力拖动系统的基本概况第二章介绍了系统的主要原理及方案的选择第三章主要是主电路的参数计算与保护设计，第四章主要介绍控制电路的设计，第五章介绍了的基本信息，第六章介绍了系统的仿真模型和结果。

前言摘要第章绪论选题的目的及意义直流传动系统概述电力拖动的基本概述直流传动控制系统发展概况无环流调速系统简介控制系统的计算机仿真设计主要内容论文的结构第二章系统总体设计方案系统方案选择供电电路选择调速方案的选择可逆方案的选择控制方案的选择系统原理第三章主电路设计整流电路计算保护设计过电压保护过电流保护第四章控制电路设计控制系统工作流程晶闸管触发电路电流调节器的设计电流调节器的作用电流调节器的结构电流调节器的时间常数电流调节器的实现电流调节器的参数计算电流调节器额近似条件检验电流调节器的电阻和电容计算转速调节器设计转速调节器的作用转速调节器的传递函数转速调节器器结构的选择转速调节器的实现电流调节器的时间常数电流调节器的参数计算转速调节器的近似条件检测转速调节器的电阻和电容计算无环流逻辑装置的设计逻辑控制器的工作原理逻辑控制器的组成输入输出逻辑控制表第五章的基本知识的介绍的介绍使用定义的模块库介绍功能模块的处理第六章系统建模及仿真逻辑无环流可逆调速系统的建模逻辑控制器的建模与封装整个逻辑系统建模系统主要仿真参数仿真波形逻辑无环流可逆系统工作情况逻辑控制器的输入输出信号结论致谢参考文献届电气工程与自动化专业毕业设计摘要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，它是交流拖动控制系统的基础，所以首先应该掌握直流系统。

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，而各种系统往往都是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。

在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。

本文介绍了逻辑无环流可逆直流调速系统的基本原理及其构成，并对其控制电路进行了计算和设计。

运用了种基于的和工具箱面向系统电气原理结构图的仿真新方法，实现了转速电流双闭环逻辑无环流直流可逆调速系统的建模与仿真。

重点介绍了无环流逻辑切换装置及其建模，给出了直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，实验结果表明仿真结果非常接近理论波形，可信度较高。

关键词逻辑无环流可逆调速直流电机仿真郑凌峰直流电动机无环流可逆调速系统设计，届电气工程与自动化专业毕业设计第章绪论选题的目的及意义直流电动机是最早出现的电动机，也是最早实现调速的电动机。

长期以来，直流电动机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，高效率，优异的动态特性，现在仍是大多数调速控制电动机的最优选择。

因此研究直流电机的速度控制，有着非常重要的意义。

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。

在许多生产机械中，常要求电动机既能正反转，又能快速制动，需要四象限运行的特性，此时必须采用可逆调速系统。

当工艺过程对系统正反转的平滑过渡特性要求不是很高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流控制可逆系统。

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，是长期以来，直流调速系统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速系统的主要形式。

直流传动系统概述电力拖动的基本概述现代工业生产中，大多数生产机械都采用电力拖动。

随着生产科学技术的发展，郑凌峰直流电动机无环流可逆调速系统设计电力拖动及其自动化得到不断的发展。

电力拖动系统为电气与机械综合的系统。

它由电动机及其供电电源传动机构执行机构电气控制装置四部分组成。

电动机及其供电电源的作用是把电能转换成机械能传动机构的作用是把机械能转化成所需要的运动形式并进行传递与分配执行机构是完成生产工艺任务的电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作，并对系统起保护作用或进行更高层次的自动化控制。

随着生产的发展，生产工艺对电力拖动系统在准确性快速性经济性先进性等方面提出愈来愈高的要求，因此，需要不断地改进和完善电气控制设备，使电力拖动自动化得到不断的发展。

电力拖动系统的发展，亦按着从低级到高级从简单到复杂的般规律。

电力拖动自动化在新型电机大功率半导体器件大规模集成电路电子计算机及现代控制理论发展的推动下，发生了巨大的变革。

由单机自动化本身高层次的发展，扩展到生产过程与管理的自动化。

电力拖动自动化的发展，为工业发展和科学技术进步打开了更广阔的前景。

直流传动控制系统发展概况长期以来，直流电机由于其良好的起制动性能和调速性能，在电力拖动调速系统中占有主导地位，虽然近年来交流电动机的调速控制技术发展很快，但就反馈闭环控制的机理来说，直流电动机的传动与控制理论和实现都是交流电动机传动控制的基础，从根本上说，由于直流电动机电枢和磁场能进行激励，而且转速和输出转矩的描述是对可控电压或电流激励的线性函数，因此，容易实现各种直流电动机控制系统，也容易实现对控制目标的最佳化，这也是直流机长期主导传动领域的原因。

直流电动机具有良好的起制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。

近年来，高性能交流调速技术法杖很快，交流调速系统正逐步取代直流调速系统。

然而，直流拖动控制系统毕竟在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度看，它又是交流拖动控制系统的基础。

因此，还是应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。

从生产机械要求控制的物理量来看，电力拖动控制系统有调速系统位置随动系统张力控制系统多电机同步控制系统等多种类型，各种系统往往都是通过控制转速来实现的，因此调速系统是最基本的电力拖动控制系统。

届电气工程与自动化专业毕业设计无环流调速系统简介许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速的启动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是需要可逆的调速系统。

采用两组晶闸管反并联的可逆调速系统解决了电动机的正反转运行和回馈制动问题，但是，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称做环流。

这样的环流对负载无益，只会加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率。

换流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除有环流可逆系统虽然具有反向快过渡平滑等优点，但设置几个环流电抗器终究是个累赘。

因此，当工艺过程对系统过度特性的平滑性要求不高时，特别是对于大容量的系统，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统。

无环流可逆调速系统可按实现无环流原理的不同而分为两大类逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。

而错位无环流系统在目前的生产中应用很少，逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统，当组晶闸管工作时，用逻辑电路封锁另组晶闸管的触发脉冲，使它完全处于阻断状态，确保两组晶闸管不同时工作，从根本上切断了环流的通路，这就是逻辑控制的无环流可逆系统，组成逻辑无环流可逆系统的思路是任何时候只触发组整流桥，另组整流桥封锁，完全杜绝了产生环流的可能。

至于选择哪组工作，就看电动机组需要的转矩方向。

若需正向电动，应触发正组桥若需反向电动，就应触发反组桥，可见，触发的选择应决定于电动机转矩的极性，在恒磁通下，就决定于信号。

同时还要考虑什么时候封锁原来工作桥的问题，这要看工作桥又没有电流存在，有电流时不应封锁，否则，开放另组桥时容易造成二桥短路。

可见，只要用信号极性和电流有无信号可以判定应封锁哪组桥，开放哪组桥。

基于这种逻辑判断电路的指挥下工作的可逆系统称逻辑无环流可逆系统。

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