10KW直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)~交、直流課程設(shè)計(jì)方案[2]

1、課程設(shè)計(jì)題目：10KW直流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)課程：電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：華靜組員：鄭周濤李德順張萬興江呂日期：2007年12月24日星期一課題：10KWt流電動(dòng)機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)一、技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電動(dòng)機(jī)：型號：Z371、額定功率Pn=10KW、Un=220V、額定電流In=55AnN=1000r/min、極數(shù)2P=4、電樞電阻RN=0.5Q、電樞電感LD=7mH勵(lì)磁電壓Ul=220V、勵(lì)磁電流Il=1.6A。二、要求調(diào)速范圍D=10、S<=15%、電流脈動(dòng)系數(shù)S三10%、設(shè)計(jì)中幾個(gè)重點(diǎn)說明三、主電路選擇與參數(shù)計(jì)算1、主電路選擇原則：一般整流器功率在4KW以

2、下采用單向整流電路，4KW以上采用三相整流。2、參數(shù)計(jì)算包括整流變壓器的參數(shù)計(jì)算、整流晶閘管的型號選擇、保護(hù)電路的說明，參數(shù)計(jì)算與元件選擇，平波電抗器電感量計(jì)算。設(shè)計(jì)方案1.1直流電動(dòng)機(jī)型號：Z371、額定功率Pn=10KW、額定電壓Un=220V、額定電流g=55A轉(zhuǎn)速nN=1000r/min、極數(shù)2P=4、電樞電阻Rn=0.5Q、電樞電感LD=7mH勵(lì)磁電壓Ul=220V、S<=15%、勵(lì)磁電流Il=1.6A。1.2電動(dòng)機(jī)供電方案據(jù)題意采用晶閘管可控整流裝置供電。本設(shè)計(jì)選用的是中直流電動(dòng)機(jī)，可選用三相整流電路。又因本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是不可逆系統(tǒng)，所以可選用三相半控橋整流電路。電動(dòng)機(jī)的額定電壓

3、為220V，若用電網(wǎng)直接供電，會造成導(dǎo)通角小，電流脈動(dòng)大，并且功率因數(shù)抵，因此，還是用整流變壓器供電方式為宜。題中對電流的脈動(dòng)提出要求，故使用增加電抗器。反饋方式選擇原則應(yīng)是滿足調(diào)速指標(biāo)要求的前提下，選擇最簡單的反饋方案。1.3反饋方式的選擇負(fù)載要求D=10,S<15%，則系統(tǒng)應(yīng)滿足的轉(zhuǎn)速降-QnS10000.15r/min=17.647r/minD(1s)10(10.15)電動(dòng)系數(shù)：CeN二電動(dòng)系數(shù)：CeN二2205°571925nN1000該直流電動(dòng)機(jī)固有轉(zhuǎn)速降550.5550.5r/minCenO'925=142.857r/minL17.647r/min故采用電壓

4、閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)電壓放大倍數(shù)沁十十7.09617.6471.4直流調(diào)速系統(tǒng)框架圖系統(tǒng)框架圖如圖1所示:圖1直流調(diào)速系統(tǒng)框架圖1.5主電路計(jì)算的計(jì)算|2=(112)山其中：A=0.9,B=1,取；=0.9則U2A；BA:電路參數(shù)B:電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)0.91.05E:安全裕量220II=(11.2)V=271.6325.925V，取U2=300V20.910.9U2電壓比：k二山二220=0.733U2300一次電流11和二次電流I2的計(jì)算已知全波整流電路中Ki廣Kf九11，".11I1=1.05kd.KIKIId=1.1155A=60.05A變壓器容量的計(jì)算S=U1|1=2208

5、7.45/A=19239VA,SU2I30060.05VA=18015/A11S(SS2)(1923918015)VA=18.627kVA晶閘管整流電路如圖2所示：T300VwvL>wv1r2V/Afu=cr*-FU豐cFUCRTl-O-RV7CRRVCR41nRV5rjRZS2S工Ci-FUFUR寺FU圖2晶閘管電路1.6晶閘管元件的選擇晶閘管的額定電壓Utn=(23)Um=(23)'、2300V=848.5281272.79V，取UTn=1200V。晶閘管的額定電流IT(AV)=(1.52)157IT(AV)=(1.52)157TW.52)二珂1.52)匕AM7.156取|t

6、(av)=50A整流二極管同上1.7晶閘管保護(hù)環(huán)節(jié)的計(jì)算交流側(cè)過電壓保護(hù)阻容保護(hù)C-6|em*=65518627-68.29lFU2300-1.5Um=1.5'2300V=636.5V，選70F、耐壓700V矽3&"3匯30°2em18627=15.7181，取R=20Ic=2兀fuc漢10*=2兀漢50漢2.2漢300漢10°A=0.21A22pR-(34)CR=(34)0.2120W=2.6463.528W壓敏電阻RV1的選擇UImA=1.3邁U=1.3漢2漢300V=551.5V直流側(cè)過電壓保護(hù)UImA_(1.82)Udc=(182)220V

7、=39644CM選用MY31820/3的壓敏電阻作直流側(cè)過電壓保護(hù)。晶閘管及整流二極管兩端的過電壓保護(hù)由參考文獻(xiàn)上獲得晶閘管過電壓保護(hù)參數(shù)估計(jì)值如下:元件容量(A)5102050100200500C（卩F）0.050.100.150.200.250.501.00R(。)1020依據(jù)上面表格可以初步確定C=0.2F、R=20pRfCU；10=500.2G，2300)210(W=4.242W過電流保護(hù)1.721交流側(cè)快速熔斷器的選擇因?yàn)镮=l2=60.5A,考慮到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間電流較大，熔斷器的選取依據(jù)Irn-(1.52.5)IfN原則可以選用額定電壓為300V，額定電流為120A熔斷器。1.722元件端快速熔斷器的選擇因?yàn)閘T=12=60.05-3a=42.461A,為了減少元件的多樣性便于設(shè)計(jì)和安裝，本設(shè)計(jì)將元件端快速熔斷器的規(guī)格定為額定電壓為300V，額定電流為85A熔斷器。1.8平波電抗器1.81平波電抗器電阻計(jì)算R=0.01E2Nm/3I2N=0.024Q按電流連續(xù)要求的電感量：Ld二k1皿-2(LD0Lt)=17.2mHIdmin式中，Idmin=5°°ldN=5.34A;對于三相橋式全控電路K；=0.6931.82平波電抗器電感量計(jì)算法一、L=rl=0.5x7mh=17.2mH法二、Ld=(UdmUt2)210【2:fdUt22