目 录
1 前言.............................................................. 1
1.1 V-M双闭环直流调速系统的应用................................ 1 1.2 V-M双闭环直流调速系统的设计任务............................ 1 2 V-M双闭环直流调速系统的基本构成及工作原理 ....................... 2
2.1 V-M双闭环直流调速系统的结构框图............................ 2 2.2 V-M双闭环直流调速系统的工作原理............................ 3 3 主电路设计及元件清单............................................. 6
3.1 主电路的设计结果 ........................................... 6 3.2 主要参数计算及器件选择 ..................................... 7 3.3 主电路元件清单 ............................................. 9 4 保护电路设计..................................................... 9
4.1 主电路的设计结果 ........................................... 9 4.2 主要参数计算及器件选择 .................................... 11 4.3 保护电路元件清单 .......................................... 12 5 驱动电路设计.................................................... 12
5.1 主电路设计结果 ............................................ 12 5.2 主要参数计算及器件选择 .................................... 14 5.3 驱动电路元件清单 .......................................... 14 设计心得........................................................... 16 致谢............................................................... 17 参考文献........................................................... 18 附录............................................................... 19
1 前言
1.1 V-M双闭环直流调速系统的应用
直流电动机拖动控制系统在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。这主要由于直流电机具有良好的起，制动性能，宜于在大范围内平滑调速，并且直流拖动控制系统在理论和实践上都比较成熟，从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。
由于要对电机进行稳定的转速控制，双闭环直流调速系统是现今在工业生产中应用最广泛的调速装置。该装置转速控制稳定，抗干扰能力强,但由于直流系统的本身缺陷为得到较大的调速范围。自动控制的直流调速系统往往采用变压调速为主，而在变压整流装置中应用最广的是三相全控桥式整流。直流调速技术的不断发展，逐渐走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代。直流调速是指人为地或自动地改变直流电动机的转速,以满足工作机械的要求。从机械特性上看,就是通过改变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性,从而改变电动机机械特性和工作特性机械特性的交点,使电动机的稳定运转速度发生变化。直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调速，在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到了广泛的应用。
1.2 V-M双闭环直流调速系统的设计任务
V-M双闭环直流调速系统 1 技术要求：
⑴ 该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的调速 范围（D≥10），系统在工作范围内能稳定工作。 ⑵ 系统静特性良好，无静差（静差率s≤0.2）。
⑶ 动态性能指标：转速超调量δn＜8%，电流超调量δi＜5%，动态速降Δn≤8-10%，调速系统的过渡过程时间（调节时间）ts≤1s 。 ⑷ 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续。
⑸ 调速系统中设置有过电压、过电流等保护，并且有制动措施。
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2 设计内容：
⑴ 根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图。
⑵ 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算（包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等）。
⑶ 驱动控制电路的选型设计（模拟触发电路、集成触发电路、数字触发器电路均可）。 ⑷ 动态设计计算：根据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算，使调速系统工作稳定，并满足动态性能指标的要求。 ⑸ 绘制V-M双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图（要求计算机绘图）。 ⑹ 整理设计数据资料，课程设计总结，撰写设计计算说明书。
2 V-M双闭环直流调速系统的基本构成及工作原理
2.1 V-M双闭环直流调速系统的结构框图
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节
转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。二者之间实行嵌套（或称串级）联接，如图1-1所示，把转速调节器（ASR）的输出当作电流调节器（ACR）的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速换在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。V-M双闭环直流调速系统的结构框图如图1-1所示
图1-1 V-M双闭环直流调速系统的结构框图
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