电力电子与电气传动综合课程设计

电力电子与电气传动综合课程设计任务书

一、目的及要求：

通过电力电子与电气传动的综合课程设计教学环节,使学生掌握以直流电动机为对象组成的运动控制，包括转速单闭环调速系统，转速、电流双闭环控制调速系统，静态、动态性能分析及工程设计方法，掌握以交流电动机为对象组成的运动控制,包括基于稳态模型和动态模型的异步电动机调速系统以及同步电动机调压调速系统的工作原理和性能特点。

通过该课程的学习，培养学生理论联系实际的能力，掌握电气传动控制系统的工作原理和设计方法，从实际出发，深入地进行理论分析，应用理论解决电气传动系统中的实际问题，提高学生分析问题和解决问题的能力。检验同学们对所学知识的掌握程度和运用能力。

二、内容及步骤：

内容：

1.设计一个三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，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形，电

机电流、转速、转矩变化曲线。

2.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,IdN=136A,nN=1460r/min,Ce=0.132V.min/r, 过载倍数λ＝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Tl=0.03s,Tm=0.18s,电流反馈系数β＝0.05V/A,转速反馈系数α＝0.007V.min/r，要求实现稳态无静差，电流超调量σi％≤5％，空载起动到额定转速时的转速超调量σn％≤10％，取电流反馈滤波时间

常数T oi＝0.0017s,转速反馈滤波时间常数T on＝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

U n*＝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。

3.完成基于IGBT逆变电路的异步电机恒压频比变频调速系统仿真，电机参

数如下：额定功率为2.2kW,额定线电压为380V，额定频率为50Hz,

额定转速为1423pm，定子电阻为3.478Ω，定子漏感为0.01254H，

转子电阻为2.546Ω，转子漏感为0.01226H，励磁电感为0.3329H，转动惯量为0.0131，极对数为2。

4.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。

步骤如下：

1、查阅调速系统资料。

2、设计调速系统原理图和动态结构框图。

3、计算各控制参数。

4、熟悉MATLAB仿真工具。

5、对原理图和结构框图进行仿真。

6、总结课程设计报告。

三、课程设计时间和进度安排：

1、时间安排第16-18周

2、据学生人数分组：班级-电气：109741、109742共82人，每2-3人一组。

课程设计进度：

1：听课学习MATLAB仿真软件（1天）（占10%）

2：学习和熟悉软件的应用和基本操作（4天）（占20%）

3：查阅调速系统资料。（2天）（占10%）

4：设计调速系统原理图和动态结构框图（3天）（占20%）

5：对原理图和结构框图进行仿真（4天）（占30%）

6：总结报告：书写设计说明书、设计步骤、报告。（1天）（占10%）

四、答辩及成绩评定：

每个课程设计的最后一周的周五进行答辩，其中每一部分所占总成绩的比例请参考第三项。教师组织考核，对每个学生做出评语，成绩可按：优、良、中、及格、不及格分为五等。

教师通过设计答辩或经验交流形式，了解学生设计水平。根据学生运动控制基本知识掌握的程度，调速系统电路设计和利用仿真软件综合设计与调试能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，课程设计总结报告的书写评定成绩。

五：教学参考书目：

《运动控制系统》清华大学出版社阮毅，陈维钧

《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》机械工业出版社洪乃刚

《电力电子应用技术的MATLAB仿真》中国电力出版社林飞杜欣

撰槁人教研室主任系主任

卢峥

签名

2011.5. 27

日期

电子与电气工程系（电气教研室）

2011/5/27