双闭环直流调速系统课程设计报告

1 双闭环直流调速系统课程设计报告

第一章 主电路设计与参数计算 调速系统方案的选择 因为

电机上网容量较大又要求电流的脉动小应采纳三相全控桥

式整流电路供电方案。 电动机额定电压为 220V 为保证供电

质量应采纳三相减压变压器将电源电压降低。为防止三次谐

波电动势的不良影响三次谐波电流对电源的扰乱。主变压器

采纳 A/D 联络。 因调速精度要求较高应采纳转速负反应调

速系统。采纳电流截止负反应进行限流保护。出现故障电流

时过电流继电器切断主电路电源。 为使线路简单工作靠谱

装置体积小宜采纳 KJ004 构成的六脉冲集成触发电路。 该

系统采纳减压调速方案故励磁应保持恒定励磁绕组采纳三

相不控桥式整流电路供电电源可从主变压器二次侧引入。为

保证先加励磁后加电枢电压主接触器主触点应在励磁绕组

通电后方可闭合同时设有弱磁保护环节 电动机的额定电压

为 220V 为保证供电质量应采纳三相减 2 压变压器将电源

电压降低为防止三次谐波电动势的不良影响三次谐波电流

对电源的扰乱主变压器采纳 D/Y 联络。 1.1 整流变压器的设

计 1.1.1 变压器二次侧电压 U2 的计算 U2 是一个重要的参数

选择过低就会没法保证输出额定电压。选择过大又会造成延

迟角 α加大功率因数变坏整流元件的耐压高升增添了装置的

成本。一般可按下式计算即 BAUUd2.112 1-1 式中 A-- 理想

状况下 α0°时整流电压 Ud0 与二次电压 U2 之比即

AUd0/U2B-- 延缓角为 α时输出电压 Ud 与 Ud0 之比即

BUd/Ud0 ε——电网颠簸系数系数 依据设计要求采纳公式

11.2—— 考虑各样因数的安全

BAUUd2.112 1-3 由表查得

A2.34 取 ε 0.9 角α考虑 10°裕量则 Bcosα 0.985

222011.21061272.340.90.985UV 取 U2120V 。 电压比

KU1/U2380/1203.2 。 1.1.2 一次、二次相电流 I1 、I2 的计算由表查得 KI10.816 KI20.816 考虑变压器励磁电流得

取

1.1.3 变压器容量的计算

S1m1U1I1 1-4 S2m2U2I2 1-5

S1/2S1S2 1-6 式中 m1、m2 -- 一次侧与二次侧绕组的相数

表查得 m13m23 S1m1U1I13× 380×1415.6KVA

由

S2m2U2I23×110×44.914.85 KVA

考虑励磁功率

LP220×1.60.352kW 取 S15.6kvA 1.2 晶闸管元件的选择

晶闸管的额定电压

晶闸管实质蒙受的最大峰值电压

TNU

乘

以 23 倍的安全裕量参照标准电压等级即可确立晶闸管的额

定电压 TNU 即 TNU 23mU 整流电路形式为三相全控桥查表

得

26UUm

则

223236236110539808TNmUUUV 3-7

取

晶闸管的额定电流

选择晶闸管额定电流的

原则是一定使管子同意经过的额定电流有效值

TNI

大于实质

流过管子电流最大有效值

TI8

即

4 TNI 1.57AVTITI

或

AVTI57.1TI57.1TIddIIKdI 1-8

考虑

1.52 倍的裕量

AVTI1.52KdI 1-9

式中

KTI/1.57dI--

电流计算系数。

别的还

需注意以下几点

①当四周环境温度超出

40℃时应降低元件

的额定电流值。

②当元件的冷却条件低于标准要求时也应

降低元件的额定电流值。 ③重点、重要设施电流裕量可适

入选大些。 由表查得 K0.368 考虑 1.52 倍的裕量

取

AIAVT50

。故

选晶闸管的型号为

KP50-7

晶闸管元件。可用

3CT107

替代。

1.3 直流调速系统的保护 晶闸管有换相方便无噪音的长处。

设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定电

流等参数外还一定采纳必需的过电压、过电流保护举措。正

确的保护是晶闸管装置可否靠谱地正常运转的重点。

过电压保护 5 以过电压保护的部位来分有沟通侧过压保

护、直流侧过电压保护和器件两头的过电压保护三种。 1 交

流侧过电压保护 ①错误未指定书签。 阻容保护

C≥ S/U226 × 10× 5200/110225? ? 8F 耐压 ≥ 1.5Um

1.5 ×110×2233V 由公式计算出电容量一般偏大实质采纳时

还可参照过去已使用装置状况来确立保护电压的容量这里

选 CZJD-2 型金属化纸介电容器电容量 20uF 耐压 250V 。 取

shU5 R ≥ 2.3 U22/SemshIU2.3 × 1102/5200 × 1052取.2 Ω

IC2 π fCUC× 10-62π× 50× 20-×6×101100.69A PR ≥ 34IC2R34

×0.692 ×2.23.14.2W 选用 2.2 Ω 5W的金属氧化膜电阻。 ② 压

敏电阻的计算 × 2×110202V 流通量取

5KA 。选 MY31-220/5 型压敏电阻。 同意误差 10242V 。 2 直

流侧过电压保护 直流侧保护可采纳与沟通侧保护同样保护同样的方法可采纳阻容保护和压敏电阻保护。但采纳阻容保

护易影响系统的迅速性而且会造成 dtdi/ 加大。所以一般不采纳阻容保护而只用压敏电阻作过电压保护。 U1MA1.8-2.2UDC1.82.2 ×220396440V 选 MY31-430/5 型压敏电阻。同意误差 10484V 。 3 闸管及整流二极管两头的过电压保护 6 查下表 表 1-1 阻容保护的数值一般依据经验选定 晶闸管额定电流 /

μA 10 20 50 100 200 500 1000 电容

/ μ F 0.1 0.15 0.2 0.25 0.5 1 2电阻 / Ω 100 80 40 20 10 5 2 克制晶闸管关断过电压一般采纳在晶闸管两头并联阻容保护电

路方法。电容耐压可选加在晶闸管两头工作电压峰值 mU 的

1.11.15 倍。 由上表得 C0.5? 0? 8FR10Ω 电容耐压

≥ 1.5mU1.5 × 62U1.5 × 6× 110566V选C 为 0.5? 0? 8F 的 CZJD-2

型金属化纸介质电容器电容量 0.22? 0? 8F 耐压为 400V 。

RPfCUm2× 10-650 ×0.5 ×10-6 ×3×11020.8W 选 R 为 10Ω一般

金属膜电阻器 RJ-0.5。 1.3.2 过电流保护 迅速熔断器的断流

时间短保护性能较好是当前应用最广泛的保护举措。迅速熔

断器能够安装在直流侧、 沟通侧和直接与晶闸管串连。 1 晶

闸管串通的迅速熔断器的选择 接有电抗器的三相全控桥电

路经过晶闸管的有效值 TI3dI55331.75A 选用 RLS-35 迅速熔

断器熔体额定电流 35A 。 2 过电流继电器的选择 因为负载

电流为 55A 所以可采纳吸引线圈电流为 100A 的 7

JL14-11ZS 型手动复位直流过电流继电器整定电流取

1.25 × 5568.75A ≈ 100A 1.平3.波3电抗器的计算 为了使直流负

载获得光滑的直流电流往常在整流输出电路中串入带有气

隙的死心电抗器 dL 称平波电抗器。其主要参数有流过电抗

器的电流一般是已知的所以电抗器参数计算主假如电感量

的计算。 1 算出电流连续的临界电感量 1L 可用下式计算单

位 mH。 min211dIUKL 3-11 式中 1K 与整流电路形式相关的系数可由表查得 mindI 最小负载电流常取电动机额定电

流的 510 计算。 依据本电路形式查得 1K0.695 所以

1L1200.69555530.3mH 2 限制输出电流脉动的临界电感量 2L

因为晶闸管整流装置的输出电压是脉动的所以输出电流波

形也是脉动的。该脉动电流能够当作一个恒定直流重量和一

个沟通重量构成。往常负载需要的不过直流重量对电动机负

载来说过大的沟通重量会使电动机换向恶化和铁耗增添引

起过热。所以应在直流侧串入平波电抗器用来限制输出电流

的脉动量。平波电抗器的临界电感量 2L 单位为 m 可用下式

计算 diISUKL222 3-12 式中 2K 系数与整流电路形式相关 iS

电流最大同意脉动系数往常三相电路 iS ≤510。 8 依据本电

路形式查得 2K1.045 所以

3 电动机电感量 DL 和变压器漏电感量 TL 电动机电感量 DL 单位为 mH 可按下式计算 3102DDdDpnIUKL 3-13 式中