運動控制系統(tǒng)課程設計(08電氣)

《運動限制系統(tǒng)》課程設計指導湖南科技高校吳新開2011年12月《運動限制系統(tǒng)》課程設計指導設計目的設計任務設計參數(shù)設計步驟課程設計報告要求時間支配參考資料一設計目的應用所學的交、直流調速系統(tǒng)的基本學問與工程設計方法，結合生產實際，確定系統(tǒng)的性能指標與實現(xiàn)方案，進行運動限制系統(tǒng)的初步設計。應用計算機仿真技術，通過在MATLAB軟件上建立運動限制系統(tǒng)的數(shù)學模型，對限制系統(tǒng)進行性能仿真探討，駕馭系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。在原理設計與仿真探討的基礎上，應用PROTEL進行限制系統(tǒng)的印制板的設計，為畢業(yè)設計的綜合運用奠定堅實的基礎。二設計課題1.帶電流截止負反饋的轉速閉環(huán)的數(shù)字式直流調速系統(tǒng)的仿真與設計2.帶電流截止負反饋的轉速閉環(huán)的數(shù)字式可逆直流調速系統(tǒng)的仿真與設計3.轉速電流雙閉環(huán)可逆直流調速系統(tǒng)的仿真與設計4．轉速電流雙閉環(huán)的數(shù)字式可逆直流調速系統(tǒng)的仿真與設計5．基于穩(wěn)態(tài)模型的轉差頻率限制的溝通調速系統(tǒng)的仿真與設計6．基于穩(wěn)態(tài)模型的恒壓頻比限制的溝通調速系統(tǒng)的仿真與設計7．基于溝通電動機動態(tài)模型的干脆轉矩限制系統(tǒng)的仿真與設計8．基于溝通電動機動態(tài)模型的干脆矢量限制系統(tǒng)的仿真與設計9．基于溝通電動機動態(tài)模型的間接矢量限制系統(tǒng)的仿真與設計10．串級調速系統(tǒng)的仿真與設計設計參數(shù)

1.直流電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)直流電動機(1)：

輸出功率為:7.5Kw電樞額定電壓220V電樞額定電流36A額定勵磁電流2A額定勵磁電壓110V功率因數(shù)0.85電樞電阻0.2歐姆電樞回路電感100mH電機機電時間常數(shù)2S電樞允許過載系數(shù)1.5額定轉速1430rpm直流電動機(2)：輸出功率為:10Kw電樞額定電壓220V電樞額定電流50A額定勵磁電流2A額定勵磁電壓110V功率因數(shù)0.85電樞電阻0.15歐姆電樞回路電感100mH電機機電時間常數(shù)2S電樞允許過載系數(shù)1.5額定轉速970rpm1.直流電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)直流電動機(3)：輸出功率為:5.5Kw電樞額定電壓220V電樞額定電流30A額定勵磁電流1A額定勵磁電壓110V功率因數(shù)0.85電樞電阻0.2歐姆電樞回路電感100mH電機機電時間常數(shù)1S電樞允許過載系數(shù)1.5額定轉速970rpm直流電動機(4)：輸出功率為:10Kw電樞額定電壓220V電樞額定電流55A額定勵磁電流1A額定勵磁電壓220V功率因數(shù)0.85電樞電阻0.1歐姆電樞回路電感100mH電機機電時間常數(shù)1S電樞允許過載系數(shù)1.5額定轉速1430rpm1.直流電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)環(huán)境條件:電網額定電壓:380/220V;電網電壓波動:10%;環(huán)境溫度:-40~+40攝氏度;環(huán)境濕度:10~90%.限制系統(tǒng)性能指標: 電流超調量小于等于5%;空載起動到額定轉速時的轉速超調量小于等于30%;調速范圍D＝20;靜差率小于等于0.03.2.溝通電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)溝通電動機(1)額定輸出功率7.5KW；定子繞組額定線電壓380V；定子繞組額定相電流12A;定子繞組每相電阻0.5歐姆；定子繞組接線形式Y；轉子額定轉速980rpm;轉子形式:鼠籠式；轉子每相折算電阻:3歐姆；轉子折算后額定電流30A；額定功率因數(shù)：0.75；電機機電時間常數(shù)2S;電樞允許過載系數(shù)1.5；溝通電動機(2)額定輸出功率10KW；定子繞組額定線電壓380V；定子繞組額定相電流15A;定子繞組每相電阻0.2歐姆；定子繞組接線形式Y；轉子額定轉速980rpm;轉子形式:鼠籠式；轉子每相折算電阻:3歐姆；轉子折算后額定電流30A；額定功率因數(shù)：0.75；電機機電時間常數(shù)1S;電樞允許過載系數(shù)1.5；2.溝通電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)溝通電動機(3)額定輸出功率17KW；定子繞組額定線電壓380V；定子繞組額定相電流25A;定子繞組每相電阻0.1歐姆；定子繞組接線形式Y；轉子額定轉速1430rpm;轉子形式:鼠籠式；轉子每相折算電阻:1歐姆；轉子折算后額定電流50A；額定功率因數(shù)：0.75；電機機電時間常數(shù)1S;電樞允許過載系數(shù)1.5；溝通電動機(4)額定輸出功率10KW；定子繞組額定線電壓380V；定子繞組額定相電流22A;定子繞組每相電阻0.1歐姆；定子繞組接線形式Y；轉子額定轉速1430rpm;轉子形式:鼠籠式；轉子每相折算電阻:1歐姆；轉子折算后額定電流30A；額定功率因數(shù)：0.75；電機機電時間常數(shù)1S;電樞允許過載系數(shù)1.5；2.溝通電動機限制系統(tǒng)設計參數(shù)環(huán)境條件:電網額定電壓:380/220V;電網電壓波動10%;環(huán)境溫度:-40~+40攝氏度;環(huán)境相對濕度:10~90%.限制系統(tǒng)性能指標:轉差率：3%；調速范圍：D＝20；電流超調量小于等于5%;空載起動到額定轉速時的轉速超調量小于等于30%;穩(wěn)速精度：0.03.四

設計步驟1.選題（1）每個班選題的具體要求是： ①按學號尾數(shù)選擇相應的題目；②按學號倒數(shù)第2位選擇相應的電動機參數(shù)，即倒數(shù)其次位為0的選擇電機（1），為1的選擇電機（2），為2的選擇電機（3），為3的選擇電機（4）。③個別同學的確須要調換題目的，必需申明緣由，并經指導老師同意后，才能換題。（2）課題一經選定，不準更改課題。2查閱參考資料（1）應去圖書館借閱相關參考資料：（2）應去院資料室查閱相關雜志上的論文；（3）應上網查閱相關文獻。（4）參考文獻主要包括：直流調速系統(tǒng)、溝通調速系統(tǒng)、電力電子技術、電子技術、半導體功率器件等方面3確定技術要求

依據(jù)所選限制系統(tǒng)的技術參數(shù)進一步細化技術要求。首先確定限制系統(tǒng)方案，確定每一級的具體技術指標（如放大倍數(shù)，輸入輸出電阻，電源電壓等）。4靜態(tài)設計

(1).確定限制系統(tǒng)接受的直流穩(wěn)壓電源電壓(可選擇).(2).確定整流裝置的放大倍數(shù).(需依據(jù)電樞電壓與限制電壓確定).并設計可控整流裝置及觸發(fā)電路.(3).確定電流反饋系數(shù).(4).確定轉速反饋系數(shù).(5).依據(jù)調速范圍與靜差率要求確定靜態(tài)速降及轉速反饋環(huán)的反饋系數(shù).5動態(tài)設計1電流環(huán)設計①確定時間常數(shù);②選擇電流調整器結構;③選擇電流調整器參數(shù);④校驗近似條件;⑤計算電流調整器電阻和電容.2轉速環(huán)設計①.確定時間常數(shù);②.選擇轉速調整器結構;③.選擇轉速調整器參數(shù);④.校驗近似條件;⑤.計算轉速調整器電阻和電容;⑥.校核轉速超調量.6仿真探討(1).建立限制系統(tǒng)的數(shù)學模型;(2).在MATLAB下仿真,檢驗轉速超調量指標是否達到設計要求;(3).修改調整器參數(shù),使之達到預期指標要求.(4).多方案比較時，要對每一系統(tǒng)模型進行仿真7完成限制系統(tǒng)原理圖及印制板（PCB）圖PCB圖應包括：可控整流電源觸發(fā)器限制系統(tǒng)電源調整器勵磁電源等五課程設計報告要求1.

課程設計報告應具體敘述限制系統(tǒng)各部件的方案選擇.如選擇什么樣的調整器,為什么?2.

課程設計報告應具體敘述限制系統(tǒng)的設計過程及參數(shù)選擇的理由.3.

設計報告應包括限制系統(tǒng)原理圖一份(用A3圖紙),并附系統(tǒng)工作原理說明.4.

設計報告應附仿真結果曲線圖,并要有性能分析.5.

設計報告應有自己的設計感想.6.

設計報告除應交文字版外,還應遞交電子版.7.

設計報告必需在12月31日前交.六時間支配學生日程及老師值班支配周次星期任務地點指導教師17周一布置任務、選題信息樓二合班吳新開二查閱資料、確定參數(shù)數(shù)字電路室朱紅萍三確定參數(shù)、靜態(tài)設計數(shù)字電路室李燕四主電路及觸發(fā)驅動電路設計數(shù)字電路室吳新開五調節(jié)器設計、仿真研究數(shù)字電路室朱紅萍18周一調節(jié)器設計、仿真研究數(shù)字電路室李燕二工藝設計數(shù)字電路室吳新開三工藝設計數(shù)字電路室朱紅萍四撰寫課程設計報告數(shù)字電路室李燕五撰寫課程設計報告數(shù)字電路室朱紅萍六交設計報告及圖紙信息樓407室吳新開學生上機支配星期上午下午一1、2（1、3）1、3（2、3）二2、3（1、2）1、2（1、3）三1、3（2、3）2、3（1、2）四1、2（1、3）1、3（2、3）五2、31、2七參考資料1.《電力拖動自動限制系統(tǒng)》陳伯時.機械工業(yè)出版社.2.《電力拖動限制系統(tǒng)設計手冊》朱仁初.機械工業(yè)出版社.3.《電氣傳動自動化技術