1.1课程设计的题目
加热炉温度控制系统设计
加热炉通过对流传热与辐射传热将一定流量的物料加热至工艺要求的温度，加热介质为燃料油，燃料油管道内径DN=70mm，管道上安装调节阀，设计加热炉温度控制系统，工艺要求物料出口温度保持在300℃±2℃。
建模相关参数：
进行对象测试实验时，采用阶跃响应实验方法，阀门开度变化幅值及物料出口温度变化见加热炉温度数据Excel表。
计算调节阀口径相关参数：
最大流量： 15 m3/h，正常流量：12 m3/h，最小流量：10m3/h
调节阀前、后压力差：12KPa
工况密度：870 kg/m3
工况粘度：2.45CP
工作温度：50 ℃
1.2课程设计的内容和要求
（1）建立对象数学模型；
（2）根据控制要求，确定系统被控变量和控制变量，确定控制方案；
（3）绘制带控制点的工艺控制流程图和方框图，仪表位号自定；
（4）硬件设备选型和设计，包括测量变送器选型、控制器选型、执行器选型，确定测量变送器量程、精度等级，执行器的形式、流量特性和口径计算
2025-06-23 21:03:57
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标题中的“运控课设，用spwm技术实现交流异步电机的变压变频调速”揭示了本次课程设计的核心内容。这是一项涉及到电力电子、电机控制和模拟电路的实践项目，目标是通过脉宽调制（SPWM）技术来调整交流异步电机的电压和频率，从而实现电机速度的精确控制。
SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）是一种广泛应用的调制方法，它通过改变脉冲宽度来近似正弦波形，以此来调节逆变器输出的电压平均值。在交流异步电机的变频调速中，SPWM技术可以有效地减小谐波，提高电机运行效率和功率因数，同时减少电磁干扰。
描述中的信息进一步确认了这是一个关于电机控制的课程设计，可能涉及到以下关键知识点：
1. **交流异步电机的工作原理**：交流异步电机的转子速度略低于旋转磁场的速度，通过改变电源频率可以改变电机的同步速度，从而实现调速。
2. **变频器的基本结构和工作过程**：包括整流器、中间直流环节和逆变器，以及如何通过控制逆变器的开关状态来改变输出电压的频率和幅值。
3. **SPWM技术**：理解其基本原理，包括调制波和载波的生成，脉冲宽度的计算，以及如何通过MATLAB/Simulink等工具进行SPWM波形的仿真。
4. **电机调速系统的设计与分析**：包括速度环和电流环的控制策略，如PI控制器的设计，以及系统的稳定性分析。
5. **Simulink模型构建**：如何使用MATLAB的Simulink模块来建立SPWM控制系统的动态模型，进行实时仿真验证。
6. **实验与结果分析**：实际操作中，如何连接电机和变频器，设定参数，记录数据，并对实验结果进行分析，以验证理论计算的正确性。
7. **报告撰写**：包含问题背景、设计目标、技术路线、实验过程、结果分析和结论等内容，展示完整的项目流程和思考。
压缩包内的文件名表明，项目可能包括MATLAB的Simulink模型（untitled.slx.autosave, untitled.slx, untitled1.slx, SPWM_simulink.slxc），一个关于交流异步电动机变频调速设计的文档（交流异步电动机变频调速设计.doc），一份运控报告（运控报告.docx），以及可能涉及的其他相关资料（总体、slprj、交流移相调压、电机）。这些文件将为理解和完成这个课设提供具体指导和支持。
通过这个项目，学生不仅能够掌握SPWM技术，还能深化对交流异步电机控制的理解，提升动手能力和问题解决能力。
2025-06-23 11:24:13
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目录
前言 3
第一章 四辊冷轧机直流调速系统的设计概述 4
1.1 设计目的 4
1.2 设计内容 4
1.3 课题设计要求 4
第二章 主电路和控制电路的设计 7
2.1 调速方法的设计 7
2.1.1 调压调速 7
2.1.2 调磁调速 7
2.1.3 调阻调速 8
2.2 系统主电路方案的设计 9
2.2.1 励磁反接可逆电路 9
2.2.2 电枢反接可逆电路 9
2.3 系统控制电路方案的设计 11
2.3.1 单闭环调速还是多闭环调速的选择 11
2.3.2 系统控制方法的选择 12
第三章 系统各单元概述 16
3.1双闭环调速系统结构概述 16
3.2速度调节器 17
3.3电流调节器 17
3.4锯齿波同步移相触发电路 18
3.5电流反馈与过流保护 19
3.6转速变换 20
3.7零速封锁器 22
3.8转矩极性鉴别(DPT) 23
3.9零电平检测(DPZ) 24
3.10逻辑控制(DLC) 24
第四章 主电路的主要设备及其参数 27
4.1晶闸管的参数计算 27
4.2平波电抗器的选择 27
4.3 整流变压器的选择 28
第五章 电流环和电压环的设计 29
5.1 设计准备 29
5.2电流调节器的设计 30
5.3转速调节器的设计 32
第六章 系统调试及校验 35
6.1 实验目的 35
6.2 实验内容 35
6.3 实验设备 35
6.4 实验步骤 35
6.4.1 双闭环可逆调速系统调试原则： 35
6.4.2 系统的开环调试 36
6.4.3 系统各单元的调试和参数整定 36
6.4.4 电流环闭环调试（电动机不加励磁） 36
6.4.5 速度环闭环调试（电动机加额定励磁） 37
6.5 实验结论 37
第七章 设计总结 39
前言
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。在20世纪60年代，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促使电力传动控制技术迅猛发展。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高品质的动力。尽管目前交流调速技术日趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性使得交流调速受到广泛用户的欢迎；但是直流调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场。
四辊可逆冷轧机是供冷轧紫铜及其合金成卷带材之用，属于冷轧机械技术领域。四辊可逆冷轧机直流调速系统已广泛应用于工业生产。它提高了生产效率，减少了能耗，为社会带来极大的效益。所以设计合理、高效的四辊冷轧机直流调速系统是非常有必要的，也是工业实际生产所迫切要求的。
晶闸管－电动机调速系统（简称V-M 系统）已经成为直流调速系统的主要形式。在许多大型的钢铁行业和材料生产行业中，为获得良好的控制性能，大量使用直流电动机调速系统，尤其是直流双闭环调速系统，它具有调速性能好，调速范围宽，动态性能好等优点。因此本次课程设计选择用逻辑无环流控制的可逆晶闸管－电动机调速系统来调节电动机的速度以满足生产工艺要求。
本文结构组织如下：第一章为课程设计的要求，第二章为主电路和控制电路的设计方案及其论证，第三章为组成该系统各单元的分析说明，第四章为主电路的主要设备的设计，第五章为电流环和转速环的设计，第六章为系统的调试和校验，第七章作为本次课程设计的总结。
由于时间仓促及水平有限，设计中不妥或疏漏之处在所难免，恳请各位老师和同学批评指正。
2021-07-21 15:01:39
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