目录
第一篇 直流调速系统的设计及仿真 1 系统方案选择和总体结构设计
1.1调速方案的选择 1.2总体结构设计. 2控制电路的设计与计算
2.1给定环节的选择 2.2控制电路的直流电源 3主电路设计与参数计算
3.1晶闸管的选择
3.1.1晶闸管的额定电流 3.1.2晶闸管的额定电压 3.2整流变压器的设计
3.2.1变压器二次侧电压U2的计算
3.2.2 一次、二次相电流I1、I2的计算 3.2.3变压器容量的计算
4触发电路的选择
4.1 触发电路的选择 5双闭环励磁设计和校验
5.1电流调节器的设计和校验 5.2转速调节器的设计和校验
6转速、电流双闭环直流调速系统的电气总图 7直流系统MATLAB仿真
7.1 系统的建模与参数设置 7.2 系统仿真结果的输出
第二篇 交流调压调速系统的建模与仿真 8 交流调压调速系统的原理及特性
8.1 异步电动机改变电压时的机械特性 8.2 闭环控制的变压调速系统及其静特性 8.3 闭环变压调速系统的近似动态结构框图 9 交流调压调速系统的Matlab仿真
9.1 交流调压调速系统的建模 9.2 交流调压调速系统的仿真 总结 参考文献
摘要
转电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。具有调速范围广、精度高、性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。20世纪70年代初出现了交流电动机的矢量控制原理，为高性能交流控制奠定了理论基础，实现像直流电动机那样的对磁场和转矩的解耦控制。矢量控制理论的提出和成功应用，开创了用交流调速系统代替直流调速系统的时代。80年代掀起了交流调速热，矢量控制理论进一步完善和发展，一些新的控制策略和方法相继提出并被 采用，例如“直接转矩控制”就是80年代中期提出的又一交流调速控制技术，直接转矩控制利用观察电动机的电磁转矩和宽一子磁链，不需在进行复杂的坐标变换，采用闭环控制，直接控制电磁转矩和定子磁链，系统更加简单，控制更加直接，受到各国学者的重视。
第一篇 直流调速系统的设计及仿真
1 系统方案选择和总体结构设计
1.1调速方案的选择
本次设计选用的电动机型号Z2-92型，其具体参数如下表1-1所示
表1-1 Z2-92型电动机具体参数
电动机 型号 Z2-92
（一）电动机供电方案的选择
变压器调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有3种：旋转电流机组，静止可控整流器，直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称G-M系统，适用于调速要求不高，要求可逆运行的系统，但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称V-M系统，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变Ud，从而实现平滑调速，且控制作用快速性能好，提高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用PWM受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选V-M系统。在V-M系统中，调节器给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压Ud。由于要求直流电压脉动较小，故采用三相整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求，选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高，因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。
（二）调速方案的选择 由 Ce?PN(KW) 67 UN(V) 230 IN(A) 291 NN(r/min) 1450 Ra(Ω) GDa（Nm） P极对数 0.2 68.60 1 22UN?INRA230?291?0.2??0.118 v min/r,
nN1450IdN?R291?2?0.2??986.4 r/min, R?2Ra. Ce0.118当电流连续时， 系统额定速降为:
?nN?开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率:
SN??nN986.4??100%?40.5%，大大超过了S≤5%.
nN??nN1450?986.4nN?s1450?0.05??7.6r/min，可知开环调速系统的额定速降
D?1?s?10?1?0.05?若D=10，S≤5%.，则?nN?是1090.4r/min，而工艺要求的是7.6r/min，故开环调速系统无能为力，需采用反馈控制的闭环调速系统。
因调速要求较高，故选用转速负反馈调速系统，采用电流截止负反馈进行限流保护，出现故障电流时由过流继电器切断主电路电源。为使线路简单，工作可靠，装载体积小，宜用KJ004组成的六脉冲集