异步电动机软启动控制系统的设计_三相异步电动机软启动
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山东科技大学自动化学院
异步电动机软启动控制系统的设计
毕业设计指导书
毕业设计是工科大学生最后一个十分重要的学习环节，是理论教学和实践相结合的一个实践过程，是进行工程师基本训练的重要手段。本设计是以限制异步电动机为控制对象，以限制启动电流为设计目标，设计一套控制系统。要求设计者以严肃认真、一丝不苟的态度对待这次设计，通过这个环节的学习，学生应在系统设计、计算、绘图、编制技术文件等方面的能力得以增强，提高素养和分析问题、解决问题的实际工作能力，使设计、调试等方面的基本功得到训练。
一、毕业设计的题目、任务和要求
1.题目：异步电动机软启动控制系统的设计
2.任务：
(1)总体方案设计（包括主回路和控制回路）；
(2)选择主回路元器件；
(3)系统各控制环节的设计计算与选择；
(4)静特性分析及参数计算，以确定各控制环节的参考电平大小；
(5)动特性分析及参数计算，以此设计动态调节参数；
(6)绘制系统方框图、单元图、原理总图；
(7)总结各种资料和经验，编写技术文件；
(8)写毕业设计报告（包括说明书和相应图纸）、准备毕业答辨。
3.目的、要求
(1)验证所学理论；
(2)掌握系统设计的一般方法、步骤；
(3)增强计算、绘图、编制技术文件的能力；
(4)掌握运用所学理论知识分析解决问题的一般方法；
(5)培养分析问题、解决问题和独立工作的能力；
(6)通过毕业实习、毕业设计及毕业答辨全过程的训练，加强老师与学生之间、学生与学生之间知识的相互交流，互相渗透，培养学术研讨的好学风；
(7)要求同学们以满腔的热情、科学的态度，严谨的作风、•高度的责任感从事毕业设计工作；不得敷衍了事、马马虎虎、得过且过；提倡周密思考、大胆创新，反对死搬硬套、墨守陈规；提倡共同研究，反对相互抄袭；
(8)要求遵守作习时间，遵守学校的各项规章制度，确保毕业设计顺利地、•高质量地完成。
二、毕业设计的一般步骤和基本内容
1.收集并整理设计所需原始资料，为确定设计方案作准备。
2.有针对性地复习掌握与本设计相关的内容，如“半导体变流技术”、“电机及拖动”、“自动控制原理”、“自动控制系统”、“交流调速系统”、“电子技术基础”、“单片机原理及应用”、“计算机控制系统”等。
3.确定设计方案
实现本课题的设计方案可能有多种不同的方法，究竟哪一种方法更完美，需要设计人员根据设计要求做全面的分析、比较，综合考虑，作出更具说服力的选择方案。具体应从以下几个方面入手：
(1)主回路的选择
主要内容有：整流回路，滤波环节，逆变回路及其保护等。
(2)控制单元的选择
控制单元的选择主要是考虑采用分立元件、集成元件还是采用微型计算机来实现系统的各种功能。
(3)确定系统的原理方框图
当上述各部分内容确定后即可画出整个系统的原理方框图；
三、各单元电路的设计、计算和选型
完成上述工作后，已经确定下系统设计的原理方框图及面板结构图。这一步的主要内容就是要把系统原理方框图中的各方框内填上具体的内容，以形成一个真实的由各种器件连接成的实际系统。
1.主回路元件参数的选择计算
绘出详细的主回路电气原理图。一旦确定了控制系统的方案，从而也就确定了主回路的电路构成。但是，电路中的元件、器件必须要有量的确定，所以必须进行一番精确的计算与选型。
异步电动机软启动控制系统 1
元件值的计算可以根据教材上或参考资料上给出的公式，将已知的原始参数代入就可以算出来，但计算出的元件参数值并不一定符合国标值，因此必须进行选型，可从相关手册上选取具体型号。
这些参数包括整流回路、滤波环节、逆变环节中各器件及保护用的各器件的额定电压、额定电流、额定功率等；
2.控制回路的设计与计算
设计控制回路应包括以下内容：
(1)触发电路的设计：触发电路原理图及说明、参数计算，同步等；
(2)给定值的确定，也即给定值的取值范围及与所对应的输出电流频率的关系；
(3)电流反馈回路：采用何种反馈方式，元件的取值、反馈量的确定；
(4)调节器的设计：包括电路构成（如PID调节器等）、元件参数（如电阻、电容值的大小等）；
(5)其它部分的设计：控制电源等相关电路。
注：如用软件来做必须绘制出详细的软件流程图和编制出详细的软件程序。
四、动静态参数计算
把所设计的整个系统构成一个数学模型，用自控原理中校正的方法将系统校正成符合动态要求的系统，确定调节器的参数，即滤波时间常数、比例系数、微分、积分时间常数等；根据静态要求选取相关的静态参数，如电压反馈系数等。
五、系统的分析说明
为使他人能够明白设计者的意图和本设计的特点，应详细介绍你所设计系统的动作原理，从开车运行到停车的全过程。
六、编制技术文件
毕业设计的技术文件主要包括毕业设计论文（说明书）和相关图纸两个部分。
1.总结整理设计过程中的各种资料和经验、教训；
2.编制毕业设计（论文）说明书：
1)总字数在1.5～2万字；
2)设计书（论文）完整，系统性强（有目录、前言、中英文摘要、正文、结束语、主要参考文献等部分）；
3)必须有不少于1500字符的英文内容摘要；
4)原理叙述正确、文笔流畅、层次分明，数据计算正确；
5)文字录入：手写时要求字迹规范、不得潦草，图纸清晰、整洁，不得有涂改；计算机打印的必须进行细心的排版，每页须有页码。所有插图必须一一绘制，不得用拷贝过来的图。
6)毕业设计说明书装订要整齐、美观，封面和内页的设计任务书必须用碳素黑色墨水、宋体或楷体认真书写，不得潦草涂改。
3.绘制相关图纸。要求：
1)图纸规格符合国家标准，标题栏规格统一；
2)图面布局合理，线条均匀、字迹规范，整洁清晰；
3)如用计算机绘制，必须保证图纸中的器件清晰可见；
4)图中各元件必须标注字母名称和相应的参数大小。
七、准备答辨
完成整个设计工作后，要对所做设计进行全面总结，对设计中的每一个部分进行充分仔细的准备。其中包括你所设计系统的特点，存在的问题，解决的办法，未来的发展等等，写成15分钟左右的发言稿，准备答辨中用。
八、时间安排
本学期毕业设计共十六周，具体安排如下：
1-2周：复习“半导体变流技术”、“电机及拖动”、“自动控制原理”、“自动控制系统”、“交流调速系统”、“电子技术基础”、“单片机原理及应用”、“计算机控制系统”等相关内容；
3-4周：查阅相关资料，确定设计方案，完成开题报告。
5-7周：主回路设计；
8-10周：控制回路设计；
11-12周：静动态设计；
13-15周：编写毕业设计技术文件：说明书和图纸；
16周：准备答辩，对设计内容进行总结，弄懂各部分的原理及系统的工作过程，写出毕业答辩的发言稿，做到心中有数，应对毕业答辩。
九、设计任务书
1.设计题目：异步电动机软启动控制系统的设计
2.原始参数：三相交流异步电动机，额定功率2.2KW，额定电压380V,额定电流6A，额定转速1475rpm，功率因素0.8。
3.任务要求：设计一套系统，包括原理说明和参数计算。
4.性能指标：限制最大启动电流为10A，超过12A保护切断电源。
5.毕业设计成果：设计说明书一本，系统总图一套。
2014年2月
