直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書VIP

年4月19日直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書文檔僅供參考《電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書-第2學(xué)期設(shè)計(jì)專題題目：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃規(guī)定的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決工程實(shí)際問題的過程。本課程設(shè)計(jì)不但需要控制理論、硬件設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)等方面的基礎(chǔ)知識，而且還需要具備一定的生產(chǎn)工藝知識。設(shè)計(jì)包括明確控制系統(tǒng)要求、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制軟件的設(shè)計(jì)等，以便使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體思路和方法。課程設(shè)計(jì)需要提供設(shè)計(jì)報(bào)告，經(jīng)過提交設(shè)計(jì)報(bào)告提高學(xué)生們編寫報(bào)告的水平。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求直流調(diào)速系統(tǒng)憑借其優(yōu)良的調(diào)速性能在現(xiàn)場中得到了廣泛使用，雖然交流電機(jī)得到了越來越多的使用，但直流調(diào)速系統(tǒng)的理論完全適用于交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。針對附錄中提供的直流電機(jī)參數(shù)，進(jìn)行直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。要求該直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、起制動(dòng)性能好、可四象限運(yùn)行，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1.緒論介紹直流調(diào)速在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及直流調(diào)速理論的發(fā)展，經(jīng)過調(diào)查市場上的直流調(diào)速產(chǎn)品，了解當(dāng)前直流調(diào)速產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與功能。2.直流調(diào)速系統(tǒng)的主電路設(shè)計(jì)(1)根據(jù)提供的直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)，選擇相應(yīng)的主電路形式，主電路主要采用兩種形式：基于H橋的直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)、晶閘管—電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)。(2)根據(jù)附錄中所提供的直流電機(jī)參數(shù)和選擇的主電路形式，對主電路中的功率器件進(jìn)行型號選擇，并要求給出選擇依據(jù)；(3)根據(jù)選擇的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所采用的電力電子器件，設(shè)計(jì)或選擇電力電子器件的驅(qū)動(dòng)電路。要求給出所設(shè)計(jì)或選擇的晶閘管觸發(fā)電路、全控型器件IGBT驅(qū)動(dòng)電路的原理圖，并對驅(qū)動(dòng)電路的原理簡要說明。(4)根據(jù)系統(tǒng)控制要求，選擇相應(yīng)的電壓、電流和溫度等傳感器，要求給出具體型號；(5)要求在主回路設(shè)計(jì)中需給出相應(yīng)的保護(hù)及緩沖電路；(6)列出所選用主電路的器件清單(包括：名稱、型號、廠商、數(shù)量、參考價(jià)格)。3.直流調(diào)速系統(tǒng)的控制理論(1)給出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動(dòng)過程與特點(diǎn)；(2)根據(jù)提供的直流電動(dòng)機(jī)參數(shù)和所設(shè)計(jì)的電力電子變換環(huán)節(jié)參數(shù)，確定動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖各環(huán)節(jié)的具體參數(shù)；(3)運(yùn)用工程化設(shè)計(jì)方法對直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)，要求必須給出限幅的具體參數(shù)及依據(jù)，以表格的形式總結(jié)所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)；(4)利用Protel軟件繪制帶有內(nèi)外限幅的PI調(diào)節(jié)器的模擬電路圖，要求根據(jù)設(shè)計(jì)的PI調(diào)節(jié)器參數(shù)確定調(diào)節(jié)器中電阻和電容的參數(shù)；(5)給出確定各環(huán)節(jié)參數(shù)后的直流調(diào)速系統(tǒng)完整結(jié)構(gòu)框圖。4.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的Matlab仿真(1)根據(jù)上述雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，建立Matlab仿真模型，并對調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行驗(yàn)證；(2)運(yùn)用Matlab/Simulink下的電機(jī)模型，建立基于電機(jī)模型的仿真模型，并對調(diào)節(jié)器的參數(shù)作出調(diào)整。5.數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)(1)硬件設(shè)計(jì)：根據(jù)所選數(shù)字處理器，進(jìn)行相應(yīng)硬件電路的設(shè)計(jì)，要求包括PWM輸出、AD采樣及信號處理電路、編碼器接口等；(2)軟件設(shè)計(jì)：給出雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的整體控制流程圖，并給出增量式PI調(diào)節(jié)器、數(shù)字測速的程序流程框圖。三、參考資料[1]陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)—運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第4版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,.[2]陳伯時(shí)，電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)—運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)（第3版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,.[3]湯蘊(yùn)繆，等.電機(jī)學(xué)(第三版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[4]謝克明，等.自動(dòng)控制原理(第二版).北京：電子工業(yè)出版社，.[5]王兆安，等.電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.[6]洪乃剛，電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，.附錄：直流電機(jī)參數(shù)直流電機(jī)1：額定功率Pe=3kW；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=17.3A；額定轉(zhuǎn)速ne=1500r/min電樞回路總電阻R=2.5?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.017s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.076s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.1352V/（r.min-1)直流電機(jī)2：額定功率:2.2kW額定電壓:220V額定電流:Ie=12.5A額定轉(zhuǎn)速:ne=1500r/min電樞回路總電阻R=2.5?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.010s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.073s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.1352V/（r.min-1)直流電機(jī)3：額定功率Pe=1.5kW；額定電壓Ue=156V額定電流Ie=11.5A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=2.4?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.004s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.07s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.144V/（r.min-1)直流電機(jī)4：額定功率Pe=15K；額定電壓Ue=440V額定電流Ie=39.3A；額定轉(zhuǎn)速ne=1510r/min電樞回路總電阻R=0.806?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.0167s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.76s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.270V/（r.min-1)直流電機(jī)5：額定功率Pe=18K；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=94A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=0.45?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.0297s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.427s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.2059V/（r.min-1)直流電機(jī)6：額定功率Pe=10K；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=55A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=0.6?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.00833s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.045s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.1925V/（r.min-1)直流電機(jī)7：額定功率Pe=11K；額定電壓Ue=230V額定電流Ie=47.8A；額定轉(zhuǎn)速ne=1450r/min電樞回路總電阻R=1.8?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.00278s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.1290V/（r.min-1)直流電機(jī)8：額定功率Pe=3.7kW；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=20A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=1.5?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.018s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.080s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.206V/（r.min-1)直流電機(jī)9：額定功率Pe=60kW；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=308A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=0.18?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.012s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.120s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.196V/（r.min-1)直流電機(jī)10：額定功率Pe=200W；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=1.2A；額定轉(zhuǎn)速ne=1600r/min電樞回路總電阻R=5.2?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.0091s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.4825s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.1290V/（r.min-1)直流電機(jī)11：額定功率Pe=3kW；額定電壓Ue=160V額定電流Ie=24A；額定轉(zhuǎn)速ne=1540r/min電樞回路總電阻R=0.785?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.00306s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.09437s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.0917V/（r.min-1)直流電機(jī)12：額定功率Pe=15kW；額定電壓Ue=160V額定電流Ie=120A；額定轉(zhuǎn)速ne=1000r/min電樞回路總電阻R=0.4?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.023s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.2s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.136V/（r.min-1)直流電機(jī)13：額定功率Pe=1.5kW；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=8.7A；額定轉(zhuǎn)速ne=1500r/min電樞回路總電阻R=5.26?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.021s;機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.016s；電動(dòng)勢系數(shù)Ce=0.132V/（r.min-1)直流電機(jī)14：額定功率Pe=22kW；額定電壓Ue=220V額定電流Ie=116A；額定轉(zhuǎn)速ne=1500r/min電樞回路總電阻R=0.112?;電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0