电力拖动控制系统课程设计任务书.docx
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电力拖动控制系统课程设计任务书
《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Z2—71型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=10Kw
额定电压Unom=220V
额定电流Inom=55A
额定转速nnom=1000r.p.m
飞轮矩GD2=1.0Kg-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ts≤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Z2—52型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=7.5Kw
额定电压Unom=440V
额定电流Inom=20A
额定转速nnom=1500r.p.m
电枢电阻Ra=0.3
飞轮矩GD2=0.5Kg-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%
电动机空载起动到额定转速的时间ts≤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—42型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=2.2Kw
额定电压Unom=180V
额定电流Inom=15.6A
额定转速nnom=1000r.p.m
飞轮矩GD2=0.4Kg-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ts≤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（四）
某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—51型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=5.5Kw
额定电压Unom=220V
额定电流Inom=30.9A
额定转速nnom=1500r.p.m
飞轮矩GD2=0.35Kg-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%
电动机空载起动到额定转速的时间ts≤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Z2—62型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=13Kw
额定电压Unom=110V
额定电流Inom=85A
额定转速nnom=1500r.p.m
飞轮矩GD2=0.65Kg-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ts≤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动控制系统，采用Z2—41型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=3Kw
额定电压Unom=110V
额定电流Inom=34A
额定转速nnom=1500r.p.m
飞轮矩GD2=0.15Kg-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ts≤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（七）
某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—42型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=2.2Kw
额定电压Unom=110V
额定电流Inom=25.32A
额定转速nnom=1000r.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ts≤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（八）
某金属加工机床主轴运动控制系统，采用Z2—81型直流电动机拖动，参数如下：
额定功率Pnom=30Kw
额定电压Unom=220V
额定电流Inom=156.9A
额定转速nnom=1500r.p.m
飞轮矩GD2=2.8Kg-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ts≤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
一、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
单闭环
闭环（有差或无差）电压负反馈，加电流正反馈
双闭环（转速、电流负反馈）
二、主电路设计
1、主电路方案分析、比较、选择：
半波
单相半控
晶闸管主电路桥式
全控
零式
三相半控
桥式
全控
脉宽调制电路（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、零速封锁、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
一、课程设计任务书（打印任务书或手抄一份附上！
）
二、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：
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，α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,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。
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