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1、电力拖动控制系统课程设计说明书课程设计名称：课程设计题目：指导教师:专业班级:学生姓名:学号:起止日期:总评成绩:电力拖动控制系统课程设计任务书（一）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z271 型直流电动机拖动，参数如下： 额定功率 Pnom = 10 Kw 额定电压 Unom = 220 V额定电流 I nom = 55 A 额定转速 n nom =1000 r.p.m2 2飞轮矩 GD2 = 1.0 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V） 根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 20静差率S< 5 %电动机空载起动到额定转速的
2、时间 tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （二 ）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z252 型直流电动机拖动，参数如下：额定功率Pnom =:7.5 Kw额定电压Unom :=440 V额定电流1 nom =:20 A额定转速n nom =1500 r.p.m电枢电阻Ra=0322飞
3、轮矩 GD = 0.5 Kg-m (考虑系统总飞轮矩扩大一倍)励磁方式采用他励(220V)根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围D = 30静差率 SW 10 %电动机空载起动到额定转速的时间tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：(1) 系统方案分析、比较、选择；(2) 系统主电路设计及功率元件计算、选择；(3) 控制电路设计及系统动、静态参数计算；(4) 绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张(A3号图纸)电力拖动控制系统课程设计任务书(三)某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z2
4、43型直流电动机拖动，参数如下:额定功率 Pnom = 2.2 Kw额定电压 Unom = 180 V额定电流 I nom = 15.6 A额定转速 n nom= 1000 r.p.m飞轮矩 GD2 = 0.4 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 25静差率 S< 5 %电动机空载起动到额定转速的时间 tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；
5、（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （四 ）额定功率 Pnom = 5.5 Kw某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z251 型直流电动机拖动，参数如下：额定电压 Unom = 220 V额定电流 I nom = 30.9 A额定转速 n nom = 1500 r.p.m 飞轮矩 GD2 = 0.35 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 30静差率 S< 10 %电动机空载起动
6、到额定转速的时间tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（ 1 ）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （五 ）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z262 型直流电动机拖动，参数如下：额定功率 Pnom = 13 Kw 额定电压 Unom = 110 V额定电流 I nom = 85 A额定转速 n nom = 1500 r.p.m
7、 飞轮矩 GD2 = 0.65 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 25静差率 S< 5 %电动机空载起动到额定转速的时间 tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （六 ）某金属加工机床主轴运
8、动控制系统，采用 Z241 型直流电动机拖动，参数如下：额定功率 Pnom = 3 Kw额定电压 Unom = 110 V额定电流 I nom = 34 A额定转速 n nom = 1500 r.p.m 飞轮矩 GD2 = 0.15 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 20静差率 S< 5 %电动机空载起动到额定转速的时间 tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计
9、及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （七 ） 额定转速 n nom =1000 r.p.m飞轮矩 GD2 =0.18Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍） 励磁方式采用他励（ 220V） 根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围 D = 30静差率 S< 5 %电动机空载起动到额定转速的时间 tsW 2秒 负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选
10、择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品： 设计说明书一份，系统原理图一张（ A3 号图纸）电力拖动控制系统课程设计任务书 （八 ）某金属加工机床主轴运动控制系统，采用 Z281 型直流电动机拖动，参数如下：额定功率 Pnom = 30 Kw额定电压 Unom = 220 V额定电流 I nom = 156.9A额定转速 n nom =1500 r.p.m飞轮矩 GD2 =2.8 Kg-m2 （考虑系统总飞轮矩扩大一倍）励磁方式采用他励（220V）根据生产工艺的要求，调速系统的性能指标为：调速范围D = 20静差率SW
11、 5 %电动机空载起动到额定转速的时间 tsW 2秒负载基本为恒转矩性质，车间交流电源为三相五线制，试设计一个满足要求的机 床主轴运动不可逆调速系统。设计内容：（1）系统方案分析、比较、选择；（2）系统主电路设计及功率元件计算、选择；（3）控制电路设计及系统动、静态参数计算；（4）绘制系统原理图设计成品：设计说明书一份，系统原理图一张（A3号图纸）电力拖动自动控制系统课程设计系统方案分析、比较、选择：开环系统转速负反馈，加电流截止负反馈I 单闭环 弋J闭环丿（有差或无差）电压负反馈，加电流正反馈1VL双闭环（转速、电流负反馈）主电路设计1、主电路方案分析、.晶闸管主电路'脉宽调制电路比
12、较、选择：:半波单相彳半控I桥式YI全控零式三相半控-桥式Yl全控（是否带制动回路）2、晶闸管、整流变压器、平波电抗器的计算和选择、晶闸管保护三、控制电路设计：1、触发电路2、同步变压器3、稳压电源4、调节器（ASR、ACR、AUR）5、反馈检测（电流、电压、转速）6、保护环节（给定积分器、零速圭寸锁、过流保护、超速保护、失磁保护）四、设计成品：设计说明书一份，电气原理图一张（A3号图纸）课程设计报告写作要求、课程设计任务书（打印任务书或手抄一份附上！）、目录 （参考一些图书的目录写法）三、正文第1章概述 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能;第 2 章 调速系统方案分析、比较和选择
13、：第 3 章 主电路设计 主电路方案分析、比较和选择，包括整流变压器、晶 闸管、平波电抗器的计算和选择、晶闸管保护。第 4 章 控制电路设计 包括触发电路、同步变压器、稳压电源、调节器（ ASR、 ACR AUR、反馈检测电路（电流、电压、转速）、保护环节（给定积分器、零速 封锁、过流保护、超速保护、失磁保护）的设计。第 5 章 调速系统动态、静态参数的设计。四、课程设计体会五、参考文献六、附录电气原理图一张（ A3 号图纸、1、设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为 220V, a 角可在 0-180度范围调节， 利用可调的直流电压驱动直流电机进行调 速，仿真观察整流电路输出电压和电流波
14、形，电机电流、转速、转矩变化曲线。2、采用三相交流调压技术设计一个转速开环交流调速系统，观察电动机的电流、转速和转矩曲线。3、采用三相 SPWM 技术设计一个转速开环变频调速系统， 观察电动机的电流、转速和转矩曲线。4、设计一个双闭环直流电动机调速系统，整流装置采用三相桥式电路，电动机参数：UN=220V,ldN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r,过载倍数 X=1.5，整流装置放大系数Ks = 40,电枢回路总电阻R= 0.5欧，时间常 数TI=0.03s,Tm=0.18s,电流反馈系数（3= 0.05V/A,转速反馈系数a= 0.007Vmi n/r，要求实现稳态无静差，电流超调量 （r%<5，空载起 动到额定转速时的转速超调量（rn< 1%,取电流反馈滤波时间常数Toi = 0.0017s转速反馈滤波时间常数Ton= 0.01s取转速调节器和电流调节器的饱和值为12V,输出限幅值为10V,额定转速时转速给定Un* = 10V。仿真观察系统的转速、电流响应和设定参数变化对系统 响应的影响。