电力拖动自动控制系统课程设计指导书
电力拖动自动控制系统课程设计指导书一、本课程的目的与作用
电力拖动自动控制系统课程设计与综合实验是工业电气自动化专业的一门专业课程，它是一次综合性的理论与实践相结合的训练，也是本专业的一次基本技能训练，其主要目的是：
1、理论联系实际，掌握根据实际工艺要求设计电力拖动自动控制系统的基本方法。
2、对一种典型的双闭环调速自动控制系统进行综合性的分析设计，掌握各部件和整个系统的设计调试步骤、方法及操作实际系统的方法。加强基本技能训练。
3、掌握参数变化对系统性能影响的规律，培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
4、培养分析问题、解决问题的独立工作能力，学会实验数据的分析与处理能力及编写设计说明书和技术总结报告的能力。为下学期毕业设计作准备。
5、通过设计熟练地查阅有关资料和手册。
二、设计内容
本课程设计的对象是：
直流电机：185W，220V，1.2A，1600转/分。
直流测速机：10W，10V，0.2A，1900转/分。
要求设计一个直流双闭环调速系统。其主要内容为：
1、测定综合实验中所用控制对象的参数（由实验完成）。
2、根据给定指标设计电流调节器和转速调节器，并选择调节器参数和具体
实现电路。
3、按设计结果组成系统，以满足给定指标。
4、研究参数变化对系统性能的影响。
5、在时间允许的情况下进行调试。
三、设计任务书
1、闭环系统调节器设计
利用综合实验测得的对象数据，按下述要求设计转速、电流双闭环直流调速系统的调节器和反馈参数。做出系统的伯德图和动态框图。
设计要求如下：
a.调速范围D＝5～10，静差率S≤5％。
b.空载启动时电流超调σi≤5%,转速超调σn≤10%(在额定转速时)。
c.动态速降小于10％。
d.振荡次数小于2次。
2、晶闸管－电动机系统主电路设计
a.晶闸管整流电路方案的讨论和选择。
b.整流变压器额定容量、一次侧和二次测电压、电流的选择。
c.晶闸管的选择及晶闸管保护电路的选择。
d.平波电抗器的计算与选择。
e.触发电路的选择。
f. 测速发电机的选择及有关元件的选择与计算。
g. 绘制晶闸管调速系统主电路原理图和设备明细表。
四、设计说明书的格式要求
1、序言
a.设计的目的和意义。
b.设计要求。
c.设计对象及有关数据。
2、系统结构方案的选择
a.调压、变阻及弱磁方案调速的选择与论证。
b.单环、双环的选择与论证。
3、主回路的选择
a.主电路形式（单相、三相、六相、半控、全控、桥式等）的选择与论证。
b.整流变压器的额定容量、一次侧和二次侧电压、电流的选择与计算。交流电源的选择（单相或三相）。
c.晶闸管元件的计算与选择。
d.晶闸管保护措施的电路设计与计算。
e.平波电抗器的计算与选择。
f.测速机的选择与可变电位器的选择与计算。
g.电流检测回路的设计计算。包括电流互感器、整流电路及各参数选择。
h.电动机励磁回路设计。
4、触发器的设计和同步相位的配合
a.触发电路的设计与选择。
b.同步相位的配合。
5、辅助电路设计
a.高精度给定电源的设计。
b.其它辅助电源的设计。如＋15V、－15V、24V等。
c.其它辅助电路设计。
6、系统静、动态设计
a.静态工作点的设计。确定α、β、Ks、U nm*、U im*和U ctm等。
b.计算回路电阻。
c.计算主回路电感。
d.计算T l、T m。
e.问题的分析。
7、电流环设计
a.调节器参数计算。
b.调节器实现。
8、转速环设计
a.调节器参数计算。
b.调节器实现。
9、系统动态框图
10、讨论
11、参考文献
五、附录
1、原理图
2、伯德图
3、设备明细表
参考资料及原理参考图1、系统原理总框图
2、给定、速度变换、电流反馈和过流保护电路原理图
3、速度调节器原理图
4、电流调节器原理图
5、触发电路原理图
6、脉冲放大隔离电路原理图
7、KC04可控硅移相触发器内部电路说明
KC04可控硅移相触发器可用于单相、三相全控桥式供电装置中作为可控硅的双路脉冲移相触发。KC04输出两路相位差180度的移相脉冲，可方便地构成全控桥式触发电路。该电路具有输出负载能力大，移相性能好，正负半周相位值
均衡性好，移相范围宽，对同步电压要求小，有脉冲列调制输入端等功能与特点。
KC04电路内部原理见下图。T1～T3对同步电压进行检测，在同步电压过零点时,T1、T2、T3均截止，从而使T4导通，T4导通则使“4”端外接的积分电容C1放电。当过零结束后，T4恢复截止状态。
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C1接在T5的集基极，组成米勒积分器，形成线性增大的锯齿波，锯齿波的斜率由“3”端外接的电阻和积分电容C1的数值所决定。T6是比较放大级，锯齿波、外部的移相电压及偏移电压在T6的基极进行综合比较放大，当输入T6基极的电流大于零时，T6导通，外接的R和C将T6集电极的脉冲进行微分，输入T7基极，在T7集电极得到一定宽度的移相脉冲。在T7集电极上得到的脉冲是正负半周都有的相隔180度的脉冲。经过T8和T12分别截去负半周和正半周的脉冲，得到正相和负相的触发脉冲。T9～T15是功放级，分别对正、负半周的脉冲作功率放大，使两个输出端都有100mA的输出能力。13、14端提供脉冲列调制和脉冲封锁的控制端。
8、KC41六路双脉冲形成器内部电路说明
KC41六路脉冲形成器是三相全控桥式触发线路中必备的电路，具有双脉冲形成和电子开关控制封锁双脉冲形成两种功能。
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KC41电路是脉冲逻辑电路，内部电路原理图如下。当把移相触发器输出的触发脉冲输入到KC41电路的“1”～“6”端时，由输入二极管完成了补脉冲，再由T1～T6进行电流放大分六路输出。补脉冲按2→1，3→2，4→3，5→4，6→5，1→6顺序排列组合。T7是电子开关，当控制“7”端接逻辑“0”电平时T7截止，各路有输出触发脉冲。当控制“7”端接逻辑“1”电平（+15V）时，T7导通，各路无输出。
9、KC42脉冲列调制形成器内部电路说明
KC42脉冲列调制形成器主要用作可控硅三相桥式全控整流电路的脉冲列
调制源。同样也适用于三相半控，单相全控，单相半控线路中作脉冲列调制源。电路具有脉冲占空比可调性好，频率调节范围宽，触发脉冲上升沿可与调制信号同步等优点。KC42电路也可作为可控的方波发生器用于其它的电子线路中。
KC42电路内部原理图如下。以三相全控桥式电路为例，来自三块触发器（KC04）的“13”端的触发脉冲信号分别送入KC42电路的“2”，“4”，“12”端，由T1、T2、T3进行节点逻辑或组合。T5、T6、T8组成一个环形振荡器，由T4的集电极输出来控制环形振荡器的起振和停振，当没有输入脉冲时，T4导通，振荡器停振。反之T4截止振荡器起振。T6集电极输出是一系列与来自三相六个触发脉冲的前沿同步，间隔60度的脉冲。经T7倒相放大分别输入三块触发器（KC04）的“14”端。此时从KC04电路的“1”和“15”端输出是调制后的脉冲列触发脉冲。
如将KC42电路用于单相整流电路中，则“2”、“4”、“12”三个输入端只需用一个，其它两个接低电位（0V）。
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