開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

1、電氣測量綜合控制系統(tǒng)設(shè)計報告設(shè)計名稱： 直流電動機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真姓 名： 田雪峰 學(xué) 號： 20134680 專業(yè)班級： 自動化13-02 指導(dǎo)教師： 侯淑萍、張勇 系 （院）： 信息工程學(xué)院 設(shè)計時間： 2016.05.222016.06.03 課程設(shè)計成績評定表（在相應(yīng)欄目打）評 價 項 目評 價 質(zhì) 量優(yōu)秀良好一般及格不及格工作量和態(tài)度實驗、計算可靠性文字和圖表質(zhì)量總體評價目 錄1 緒論1.1 技術(shù)數(shù)據(jù)1.2 設(shè)計任務(wù)2 開環(huán)系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理2.2開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析2.3開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖2.4開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3

2、 開環(huán)系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)3.1晶閘管整流電路及保護(hù)電路3.2觸發(fā)控制電路3.3系統(tǒng)給定3.4檢測電路4 轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)4.1電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)4.2轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)5 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真6 設(shè)計心得體會參考文獻(xiàn)附錄：開環(huán)直流調(diào)速系整體電路圖81 緒論1.1技術(shù)數(shù)據(jù)1.1.1開環(huán)控制的作用開環(huán)控制是指控制裝置與被控對象之間只有順向作用而沒有反向聯(lián)系的控制過程,按這種方式組成的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng),其特點(diǎn)是系統(tǒng)的輸出量不會對系統(tǒng)的控制作用發(fā)生影響，不具備自動修正的能力。1.1.2主要動態(tài)性能1) 上升時間tr：響應(yīng)曲線從零到第一次達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需要的時間。

3、2) 調(diào)節(jié)時間ts：響應(yīng)曲線從零到達(dá)并停留在穩(wěn)態(tài)值的5%或2%誤差范圍所需要的最小時間。3) 超調(diào)量%：系統(tǒng)在響應(yīng)過程中，輸出量的最大值超過穩(wěn)態(tài)值的百分?jǐn)?shù)。（開環(huán)控制的作用；主要動態(tài)性能；設(shè)計目的）。1.2設(shè)計任務(wù)控制系統(tǒng)包括給定信號，晶閘管觸發(fā)裝置及整流環(huán)節(jié)、平波電抗器和直流電動機(jī)四個環(huán)節(jié)。正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。2 開環(huán)系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理2.1 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成與原理開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)控制電壓就可以可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，此試驗中采用在給定電壓下、觸發(fā)角一定時改變負(fù)載的大小測出電動機(jī)轉(zhuǎn)速與電流的關(guān)系，在一定范圍內(nèi)可實現(xiàn)無級調(diào)速。直流電動機(jī)電樞由三相晶閘管

4、整流電路經(jīng)平波電抗器L供電，并通過改變觸發(fā)器移相控制信號Uc調(diào)節(jié)晶閘管的控制角，從而改變整流器的輸出電壓實現(xiàn)直流電動機(jī)的調(diào)速。在仿真中為了簡化模型，省略了整流變壓器和同步變壓器，整流器和觸發(fā)同步使用同一交流電源，直流電動機(jī)勵磁由直流電源直接供。正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。2.2開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性分析(1)調(diào)速范圍生產(chǎn)機(jī)械要求電動機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速nmax和最低轉(zhuǎn)速nmin之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示，即D=nmax/nmin其中，nmax和nmin一般都指電動機(jī)額定負(fù)載時的最高和最低轉(zhuǎn)速。(2)靜差率當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時，負(fù)載由理想空載增加到額定值時所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落n

5、N ，與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比，稱作靜差率s，即s=nN/n0顯然，靜差率是用來衡量調(diào)速系統(tǒng)在負(fù)載變化時轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度的。它和機(jī)械特性的硬度有關(guān)，特性越硬，靜差率越小，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度就越高。然而靜差率與機(jī)械特性硬度又是有區(qū)別的。一般變壓調(diào)速系統(tǒng)在不同轉(zhuǎn)速下的機(jī)械特性是互相平行的，對于同樣硬度的特性，理想空載轉(zhuǎn)速越低時，靜差率越大，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定度也就越差。由此可見，調(diào)速范圍和靜差率這兩項指標(biāo)并不是彼此孤立的，必須同時提才有意義。在調(diào)速過程中，若額定速降相同，則轉(zhuǎn)速越低時，靜差率越大。如果低速時的靜差率能滿足設(shè)計要求，則高速時的靜差率就更能滿足要求了。因此，調(diào)速系統(tǒng)的靜差率指標(biāo)應(yīng)以最低速進(jìn)所能達(dá)到的數(shù)

6、值為準(zhǔn)。正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。2.3開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。2.4開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。2.5直流開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。3開環(huán)系統(tǒng)直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計與實現(xiàn)3.1 晶閘管整流電路及保護(hù)電路正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。3.2 觸發(fā)控制電路正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。3.3 系統(tǒng)給定正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。3.4 檢測電路正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。4 轉(zhuǎn)速、電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)4.1 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。4.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計與實現(xiàn)正文部分一律用小四號字，宋體，1.5倍行距。5 開環(huán)直流調(diào)速