三、课程设计内容（含技术指标）
1．直流调速系统设计及**题目和设计要求：（直流调速系统选项一题）
一)直流调速系统的设计选题1
1)电机数如下表：
2)技术数据。
．电枢回路总电阻取ｒ＝２a；总飞轮力矩：。
．其他参数可参阅教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。
．要求：调速范围ｄ＝10，静差率ｓ５％稳态无静差，电流超调量；启动到额定转速时的转速退饱和超调量。
．要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。
．要求触发脉冲有故障封锁能力。
．要求给拖动系统设置给定积分器。
3)设计的内容。
1.调速的方案选择。
1） 直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号）
2） 电动机供电方案的选择（要求通过方案比较后，采用晶闸管三相全控整流器供电方案）；
3） 系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环系统结构）；
4） 确定直流调速系统的总体结构框图。
2.主电路的计算（可参考“电力电子技术”中有关主电路技术的章节）
1） 整流变压器计算，二次侧电压计算；一、二次侧电流的计算；容量的计算。
2） 晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、电流计算。
3） 晶闸管保护环节的计算。a)交流侧过电压的保护；b)阻容保护、压敏电阻保护计算；c)直流侧过电压保护；d)晶闸管及整流二极管两端的过电压保护；e)过电流保护。f)交流侧快速熔断器的选择，与元件全连的快速熔断器的选择，直流侧快速熔断器的选择。
4） 平波电抗器计算。
.触发电路的选择与校验。
触发电路种类多，可直接选用，电路中元器件参数可参照有关电路进行选用。
4.控制电路设计计算：
主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节的设计与计算、调速系统的稳态参数计算、调速系统的稳态参数计算。
5.双闭环直流调速系统的动态设计：
主要设计转速调节器和电流调节器，可参阅双闭环调速系统调节器的工程设计法进行设计。
6. 对系统进行**校验并上交设设说明书。
(二) 直流调速系统的设计选题2
不可逆直流调速系统设计：设计数据：直流电机额定功率pn=10kw；额定电压un=220v, 额定电流in=55a,极对数2p=4,转速nn=1000r/min；电枢电感ld=7mh；电枢电阻ra=0.
5ω ,励磁电压ul=220v, 励磁电流il=1.6a；要求系统调速范围d=10,s≤ 5%，电流脉动系数si≤10%。
设计要求：1、 调速方案选择及确定。
2、 主电路计算和元件选择。
3、 触发电路设计选择。
4、 控制回路设计元件选择和指标校验。
5、 辅助电路设计及选择。
6、 pcb板设计(选做)
7、 调试方案制订。
8、 对系统进行**。
9、 上交设计说明书，原理图。
三）直流调速系统的设计选题3
某晶闸管供电的双闭环系统设计设计数据：直流电机额定功率pn=60kw；额定电压un=220v, 额定电流in=308a,转速nn=1000r/min；电势系数ce=0.196v·min/r；主回路总电阻r=0.
18ω ,触发整流环节放大倍九ks=35；电磁时间常数tl=0.012s,机电时间常数tm=0.12s, 电流反馈滤波时间常数toi=0.
0025s,转速反馈滤波时间常数ton=0.015s。各调节器限幅为8v， 励磁电压ul=110v, 励磁电流il=0.
8a；要求系统调速范围d=10,s≤ 10%，电流超调量σi%≤5%,转速超调量σn%≤12%.
设计要求：1、 调速方案选择及确定。
2、 电路计算和元件选择。
3、 触发电路设计选择。
4、 控制回路设计元件选择和指标校验。
5、 辅助电路设计及选择。
6、 pcb板设计(选做)
7、 调试方案制订。
8、 对系统进行**。
9、 上交设计说明书，原理图及pcb板图。
四）直流调速系统的设计选题4
直流电动机：型号z3-51
额定功率pn=5.5kw，额定电压un=220v
额定电流in=28.6a，额定转速nn=1500r/min,，j=0.021kg·m2
励磁方式：他励，励磁额定电流iex=0.75a
要求：(1)静态指标：调速范围d=5，静态指标s<0.1%，2)动态指标：动态调整时间δt≤2s，空载起动到额定转速时的转速超调бn<=20%设计要求：
1、 方案选择及确定。
2、 电路计算和元件选择。
3、 触发电路设计选择。
4、 控制回路设计元件选择和指标校验。
5、 辅助电路设计及选择。
6、 pcb板设计(选做)
7、 调试方案制订。
8、 对系统进行**。
9、上交设计说明书，原理图。
2．交流调速系统建模及**（交流调速系统选一题）
1、交流调压调速系统建模及**。
系统设计数据技术数据：380v，50hz，三相交流供电电源。
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率pn=2.2kw，额定电压un=380v， 额定电流in=10a，额定转速nn=1460r/min,，j=0.255kg·m2，rs=0.
435ω，rr=2ω，p=2。建立交流调压调速系统的**模型，并进行参数设置。做出**结果，上交说明书。
2、串级调速系统系统建模及**：
系统设计数据技术数据：380v，50hz，三相交流供电电源。
绕线式三相交流异步电动机，额定功率pn=2.2kw，额定电压un=380v， 额定电流in=5a，额定转速nn=1460r/min,，j=0.045kg·m2，rs=1.
435ω，p=2。建立串级调速系统的**模型，并进行参数设置。做出**结果，上交说明书。
3、交-交变频调速系统的建模与**：
系统设计数据技术数据：380v，50hz，三相交流供电电源。
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率pn=2.2kw，额定电压un=380v， 额定电流in=10a，额定转速nn=1460r/min,，j=2kg·m2，rs=0.435ω，rr=3ω,p=2。
建立交-交变频调速系统的**模型，并进行参数设置。做出**结果，上交说明书。
4、矢量控制变频调速系统的建模与**：
系统设计数据技术数据：380v，50hz，三相交流供电电源。
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率pn=2.2kw，额定电压un=380v， 额定电流in=10a，额定转速nn=1460r/min,，j=0.2kg·m2，rs=0.
087ω，rr=0.228ω,p=2。建立磁链开环、转速和电流闭环的异步电机矢量控制调速系统**模型，并进行参数设置。
做出**结果，上交说明书。
5、直接转矩控制系统的建模与**：
系统设计数据技术数据：380v，50hz，三相交流供电电源。
鼠笼式三相交流异步电动机，额定功率pn=12kw，额定电压un=380v， 额定电流in=25a，额定转速nn=1460r/min,，j=0.02kg·m2，rs=0.16891ω，rr=0.
13973ω,p=2。建立直接转矩控制系统的**模型，并进行参数设置。做出**结果，上交说明书。
四、课程设计基本要求。
本课程设计应根据设计任务书以设计技术规程及规定进行。
1、根据设计课题的技术指标和给定条件，能独立而正确地进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。
2、要求掌握直流调速系统的设计内容、方法、步骤和交流调速系统建模与**。
3、学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数。
4、学会绘制有关电气系统原理图和编制元器件明细表。
5、学会编写设计说明书。
6、通过对所设计的系统进行**实验，掌握系统**的方法。
3．通过课程设计，学生应掌握控制系统工作原理、总体方案确定原则、主电路设计及元器件选型、控制回路设计及元器件选择、辅助回路设计等。并能熟练应用相应软件绘制原理图及pcb板图，并能在应用控制系统**软件对所设计系统进行**实验。最后在条件允许的情况下能对小型系统进行动手做出实体并调试，特别是应通过调试使学生掌握工程系统调试过程及方法，积累工程实践经验。
1.学生分组、布置题目。按学号分组，然下达课程设计任务书，原则上每小组一个题目。
2.熟悉题目并选题，收集资料。设计开始，每个学生根据所选的题目，充分了解技术要求，明确设计任务，收集资料，包括参考书、手册和图表等，为设计做好准备。
3.总体设计。正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。
4.主电路设计。按选定的方案，确定系统的主电路形式，画出主电路及相关保护，操作电路原理草图，完成主电路的元件计算和选择任务。
5.控制电路技术。按规定的技术要求，确定系统闭环结构和调节形式，画出系统控制电路原理草图，选定检测元件和反馈系数，计算调节器参数并选定相关的元件。
6.校核整个系统设计，编制元件明细表。
7.绘制正规系统原理图，整理编制课程设计任务书。
五、设计进度安排。
1、进度表。
2、时间安排。
3、执行要求。
（1）直流调速设计的十三题中选做一题，在交流调速**四题中选一题。
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