直流电动机开环调速系统设计与仿真.docx

东北大学秦皇岛分校控制工程学院

自动控制系统课程设计

设计题目：直流电动机开环调速系统
设计与仿真

专业名称自动化班级学号学生姓名指导教师设计时间2015.7.13~2014.7.24成绩
目录

1.设计任务书 3TOC\o"1-2"\u
2.概述 PAGEREF_Toc424665016\h4
2.1前言 PAGEREF_Toc424665017\h4
2.2系统原理 PAGEREF_Toc424665018\h4
2.3simulink框图 PAGEREF_Toc424665019\h5
3.元件参数设置 PAGEREF_Toc424665020\h7
3.1三相交流电压源设置 PAGEREF_Toc424665021\h7
3.2.同步六脉冲触发器 PAGEREF_Toc424665022\h7
3.3.三相全控桥整流电路 PAGEREF_Toc424665023\h8
3.4.直流电动机设计 PAGEREF_Toc424665024\h8
4.仿真结果分析 PAGEREF_Toc424665025\h9
4.2当时 PAGEREF_Toc424665026\h12
4.3当时 PAGEREF_Toc424665027\h14
4.4当时 PAGEREF_Toc424665028\h17
4.5励磁电流 PAGEREF_Toc424665029\h19
5.结论 PAGEREF_Toc424665030\h20
6.参考文献 PAGEREF_Toc424665031\h22
7.结束语 PAGEREF_Toc424665032\h22


东北大学秦皇岛分校控制工程学院
《自动控制系统》课程设计任务书
专业自动化班级姓名
设计题目：直流电动机开环调速系统设计与仿真
一、设计实验条件
地点：实验室
实验设备：PC机
二、设计任务
直流电动机的额定数据为220V，136A，1460r/min，4极，，；励磁电压为220V，励磁电流为1.5A。采用三相桥式全控整流电路。平波电抗器。
设计要求：设计并仿真该晶闸管-电动机（V-M）开环调速系统。观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时电动机的转速、转矩和电流变化。
三、设计说明书的内容
1、设计题目与设计任务（设计任务书）
前言（绪论）(设计的目的、意义等)
主体设计部分
参考文献
结束语
四、设计时间与设计时间安排
1、设计时间：7月13日～7月24日
2、设计时间安排：
熟悉课题、收集资料：3天（7月13日～7月15日)
具体设计（含上机实验）：6天（7月16日～7月21日)
编写课程设计说明书：2天（7月22日～7月23日)
答辩：1天（7月24日）
2.概述
2.1前言
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机，因其良好的调速性能而在电力拖动中得到广泛应用。直流电动机有着优良的调速性能和启动性能，具有宽广的调速范围，平滑的无级调速特性，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；过载能力大，能承受频繁的冲击负载；能满足自动化生产系统中各种特殊运行的要求。常用于对启动和调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、高速电梯、龙门刨床、电力机车、地铁列车、电动自行车、造纸和印刷机械、船舶机械、大型精密机床和大型起重机等生产机械中。直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速迅速发展，交流调速技术趋于成熟以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎，且直流电动机制造工艺复杂，消耗有色金属多，生产成本高，电刷与换向器之间容易产生火花，维护困难，在一些对调速性能要求不高的领域中已被交流变频调速系统所取代。但是在某些要求调速范围大、快速性高、精密度好、控制性能优异的场合，直流电动机的应用目前仍占有较大的比重。
此次课程设计中，我们组采用MATLAB对直流电动机开环调速系统进行设计与仿真。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。MATLAB提供的动态系统仿真工具Simulink，有效地解决了仿真技术中出现的各种问