蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、無(wú)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告姓姓 名名祁世澤專專 業(yè)業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班班 級(jí)級(jí)4學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)08230522指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師王曉蘭題目類型題目類型工程設(shè)計(jì)題題 目目連軋機(jī)直流拖動(dòng)系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真研究一一、 選題背景及依據(jù)選題背景及依據(jù)（簡(jiǎn)述題目的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)簡(jiǎn)述題目的技術(shù)背景和設(shè)計(jì)依據(jù)， 說(shuō)明選題目的說(shuō)明選題目的、 意義意義，列出主要參考文獻(xiàn)）列出主要參考文獻(xiàn)）在冶金工業(yè)中，壓制過(guò)程是金屬壓力加壓的一個(gè)主要工藝過(guò)程，連軋是一種可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和軋制質(zhì)量的先進(jìn)方法， 連軋機(jī)則是冶金行業(yè)的大型設(shè)備。其主要特點(diǎn)是被扎金屬同時(shí)處于若干機(jī)架之中，

2、并沿著同一方向進(jìn)行軋制，最終形成一定的斷面形狀。每個(gè)機(jī)架的上下軋公用一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，不同機(jī)架采用不同電機(jī)拖動(dòng)，本課題要求完成單臺(tái)機(jī)架的直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二本課題目的及意義二本課題目的及意義在冶金工業(yè)中，軋制過(guò)程是金屬壓力加工的一個(gè)主要工藝過(guò)程，而連軋機(jī)是一種可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和軋制之類的先進(jìn)方法。 其主要特點(diǎn)是被扎金屬同時(shí)處于若干機(jī)架之中，并驗(yàn)證同一放向進(jìn)行軋制最終形成一定的斷面行狀。而連軋機(jī)的電氣傳動(dòng)則應(yīng)在保證物質(zhì)流量恒定的前提下承受咬合剛和軋制是的沖擊性負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)架的各部分控制和協(xié)調(diào)控制。每個(gè)機(jī)架的上下軋輥共用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)集中拖動(dòng)，不同機(jī)架采用不同電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)部分傳動(dòng)，各機(jī)架軋輥之間的速

3、度則按物質(zhì)流量恒定原理用速度鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制。出組主要由給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、觸發(fā)器和整流裝置環(huán)節(jié)、速度檢測(cè)環(huán)節(jié)以及電流檢測(cè)環(huán)節(jié)成。為了使轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋分別起作用，系統(tǒng)設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器 ACR 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR。電流調(diào)節(jié)器 ACR 和電流檢測(cè)反饋回路構(gòu)無(wú)成了電流環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 和轉(zhuǎn)速檢測(cè)反饋回路構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)，稱為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán)，故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在電路中，ASR 和 ACR 串聯(lián)，即把 ASR 的輸出當(dāng)做 ACR 的輸入，再由 ACR 得輸去控制晶閘管整流器的觸發(fā)器。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用具有輸入輸出限幅

4、功能的 PI 調(diào)節(jié)器，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負(fù)反饋閉環(huán)。設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)思路主要由給定環(huán)節(jié)、ASR、ACR、觸發(fā)器和整流裝置環(huán)節(jié)、速度檢測(cè)環(huán)節(jié)以及電流檢測(cè)環(huán)節(jié)組成。為了使轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋分別起作用，系統(tǒng)設(shè)置了電流調(diào)節(jié)器 ACR 和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR。電流調(diào)節(jié)器 ACR 和電流檢測(cè)反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 和轉(zhuǎn)速檢測(cè)反饋回路構(gòu)成轉(zhuǎn)速環(huán)，稱為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。因轉(zhuǎn)速換包圍電流環(huán)，故稱電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)為外環(huán)。在電路中，ASR 和 ACR 串聯(lián)，即把 ASR 的輸出當(dāng)做 ACR 的輸入，再由 ACR 得輸出去控制晶閘管整流器的觸發(fā)器。為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般

5、都采用具有輸入輸出限幅功能的 PI 調(diào)節(jié)器，且轉(zhuǎn)速和電流都采用負(fù)反饋閉環(huán)。該系統(tǒng)的原理框圖如圖下圖：整流整流電壓電流檢測(cè)ASRAC整流觸發(fā)裝置電動(dòng)機(jī)負(fù)載速度檢測(cè)無(wú)ASR（速度調(diào)節(jié)器）根據(jù)速度指令 Un*和速度反饋 Un 的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出是電流指令的給定信號(hào) Ui*（對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，控制電樞電流就是控制電磁轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的可以調(diào)速）。ACR(電流調(diào)節(jié)器)根據(jù) Ui*和電流反饋 Ui的偏差進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出是 UPE（功率變換器件的）的控制信號(hào) Uc。進(jìn)而調(diào)節(jié) UPE的輸出，即電機(jī)的電樞電壓，由于轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電壓改變后，電樞電流跟著發(fā)生變化，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也跟著變化，由 Te-TL=Jd

6、n/dt，只要 Te 與 TL 不相等轉(zhuǎn)速會(huì)相應(yīng)的變化。整個(gè)過(guò)程到電樞電流產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡，轉(zhuǎn)速不變后，達(dá)到穩(wěn)定。給定電在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速總是緊緊地跟隨給定量而變化。因此給定電源的質(zhì)量是保證系統(tǒng)正常工作的重要組成部分， 高精度的調(diào)速系統(tǒng)必須要有更高精度的給定穩(wěn)壓電源作保證。所以，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案、擬定控制電路時(shí)，必須十分注意對(duì)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)與選擇。由三端集成穩(wěn)壓器件所組成的穩(wěn)壓電源，線路簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、工作可靠、調(diào)整方便，已逐漸取代分立元件，在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。系統(tǒng)中應(yīng)盡量采用這種集成穩(wěn)壓源，以保證系統(tǒng)的可靠工作。為防止大幅度電網(wǎng)電壓波動(dòng)給穩(wěn)壓電源工作帶來(lái)的困難，目前

7、已普遍采用恒壓變壓器作為穩(wěn)壓電源的電源變壓器。 這些在設(shè)計(jì)時(shí)都需引起注意。無(wú)轉(zhuǎn)速的測(cè)定常用的轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置是各種測(cè)速發(fā)電機(jī)和脈沖測(cè)速裝置。 由于直流測(cè)速發(fā)電機(jī)無(wú)需另設(shè)整流裝置，且無(wú)剩余電壓，故在直流調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)廣泛采用直流測(cè)速發(fā)電機(jī)，將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓。檢測(cè)電路如下：調(diào)速系統(tǒng)中，為了保護(hù)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的安全，須限制電動(dòng)機(jī)的最大電流、最大電壓以及晶閘管變流裝置的min和min角等，一般都要求對(duì)調(diào)節(jié)器輸出限幅。 調(diào)節(jié)器輸出限幅值的計(jì)算與整定是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試工作中十分重要的環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)限幅的方法大體有兩類，即外限幅和內(nèi)限幅。電路圖如下：三，畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)1 設(shè)計(jì)滿足上述要求的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案無(wú)2

8、 設(shè)計(jì)系統(tǒng)主電路，出發(fā)電路和保護(hù)電路；3 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與上位機(jī)的通訊功能；4 完成系統(tǒng)中原件參數(shù)的計(jì)算及選擇；5 完成系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)模型的推導(dǎo)計(jì)算；6 完成系統(tǒng)仿真程序的編寫(xiě)和仿真結(jié)果的分析，通過(guò)仿真設(shè)計(jì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器及其參數(shù)；（3 3）畢業(yè)設(shè)計(jì)所選用的參考文獻(xiàn)如下）畢業(yè)設(shè)計(jì)所選用的參考文獻(xiàn)如下：1.史國(guó)生。直交流調(diào)速系統(tǒng)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20022 陳伯時(shí)。電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19973 張東立。直流拖動(dòng)系統(tǒng)。第二版。北京：機(jī)械出版社，19994 廖曉鐘。電氣傳動(dòng)與調(diào)速系統(tǒng)。北京：中國(guó)電力出版社，19985 潘再平。電力電子技術(shù)與電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)教程。杭州：浙江工業(yè)大學(xué)出版

9、社，20006 薛定宇。反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析MATLAB 語(yǔ)言應(yīng)用。北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001二二、主要設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)（研究研究）內(nèi)容內(nèi)容、設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（研究研究）思想思想、解決的關(guān)鍵問(wèn)題解決的關(guān)鍵問(wèn)題、擬采用的擬采用的技術(shù)方案及工作流程技術(shù)方案及工作流程（1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：設(shè)直流電動(dòng)機(jī)通過(guò)光電碼盤測(cè)量轉(zhuǎn)速，光電碼盤的 P=2000，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為：Z2-92，穩(wěn)定功率 Pn=67KW,額定電壓 Un=380V，額定電流 In=290A，額定轉(zhuǎn)速 Nn=1450r/min,電樞回路電阻 Ra=0.2。無(wú)2 設(shè)計(jì)要求：（1）系統(tǒng)通過(guò) RS-23 從上位機(jī)獲得轉(zhuǎn)速給定值；（2）要求系統(tǒng)具有過(guò)流，過(guò)壓，過(guò)載和缺相保護(hù)；（3）要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖功能；（4）直流電動(dòng)機(jī)采用晶閘管三箱全控橋變流器供電；設(shè)計(jì)并選擇適當(dāng)?shù)恼髯儔浩?，晶閘管主電路，保護(hù)電路及平波電抗器；（5）選擇與校驗(yàn)觸發(fā)電路：觸發(fā)電路的種類較多，可直接選用，觸發(fā)電路中原件參數(shù)可參照有關(guān)電路進(jìn)行選擇，一般不用重新計(jì)算。只需要根據(jù)主電路選用的晶閘管對(duì)脈沖輸出進(jìn)行功率檢驗(yàn)（6）采用 MATLAB，對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，以確定調(diào)節(jié)器參數(shù)，并對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，提出改善新性能的措施。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度安排1查閱資料（包括外文資料） ，方案設(shè)