10KW直流電動機不可逆調(diào)速系統(tǒng)(2)

1、課程設(shè)計題目：10KW直流電動機不可逆調(diào)速系統(tǒng)課程： 電力拖動自動控制系統(tǒng)專業(yè)： 電氣工程及其自動化指導(dǎo)老師：組員：日期：課題：10KW直流電動機不可逆調(diào)速系統(tǒng)一、技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電動機：型號：Z3 71、額定功率Pn =10KW、U n =220V、額定電流g=55A nN=1000r/min、極數(shù) 2P=4、電樞電阻 Rn=0.5Q、電樞電感 L°=7mH 勵磁電壓Ul=220V、勵磁電流lL=1.6A。二、要求調(diào)速范圍D=10、S<=15%、電流脈動系數(shù)S < 10%、設(shè)計中幾個重點說明三、主電路選擇與參數(shù)計算1、主電路選擇原則：一般整流器功率在 4KW 以下采用單向

2、整流電路， 4KW 以上采用三相整流。2、參數(shù)計算包括整流變壓器的參數(shù)計算、 整流晶閘管的型號選擇、 保護電路的說明， 參數(shù)計算與元件選擇，平波電抗器電感量計算設(shè)計方案1.1直流電動機型號：Z3 71、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勵磁電壓Ul=220V、S<=15%、勵磁電流Il=1.6A。1.2電動機供電方案據(jù)題意采用晶閘管可控整流裝置供電。本設(shè)計選用的是中直流電動機，可選用三相整流電路。又因本系統(tǒng)設(shè)計是不 可逆系統(tǒng)，所以可選用三相半控橋整流電路。電動機的額定

3、電壓為220V，若用電網(wǎng)直接供電，會造成導(dǎo)通角小，電流脈動大，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反饋方式的選擇負載要求D = 10, S< 15%，則系統(tǒng)應(yīng)滿足的轉(zhuǎn)速降“nsD(1-s)1000 0.1510 (1-0.15)r / min =17.647r / min電動系數(shù)：Ce 廠屮=220；05050 嘰0.1925該直流電動機固有轉(zhuǎn)速降N 口 55 乂 0 5-nN =Rar /min =142.857 r/ min 17.647r / m

4、inl|N r *0.1925C e N故采用電壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)電壓放大倍數(shù)nN142.87517.647一1 = 7.0961.4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主電路計算的計算| 2 =(112)山其中：A =0.9,B =1,??；=0.9 則U E :安全裕量220 I =(11.2)V = 271.6 325.925V，取 U 2= 300V 0.9 1 0.9U2 電壓比：k 二山二220 =0.733U 2 3001.5.2 一次電流11和二次電流I2的計算 已知全波整流電路中Ki廣Kf 九11，".11I 1 =1.05k d

5、 . K =1.05 1.11 55/0.733A =87.45AI K I I d =1.11 55A =60.05A變壓器容量的計算S=U1|1=220 87.45/A=19239VA, SU 2I 300 60.05VA =18015/A 1 1 (SS2)(19239 18015)VA =18.627kVA晶閘管整流電路如圖2所示：A；BA :電路參數(shù) B :電網(wǎng)電壓波動系數(shù) 0.91.05T 300Vwv L>wv1r2V/Afu=c r*-FU豐cFUC RTl-O-RV7C RRVC R41nRV5rjR ZS2S 工 C i-FUFUR 寺FU圖2晶閘管電路1.6晶閘管元

6、件的選擇 晶閘管的額定電壓U tn =(23)U m=(23) '、2 300V =848.528 1272.79V，取U Tn = 1200V。晶閘管的額定電流I T(AV) =(1.5 2)1 57T W.52)二珂1.52)匕 AM7.15649.542A1.571.57取 |t(av)=50A整流二極管同上1.7晶閘管保護環(huán)節(jié)的計算 交流側(cè)過電壓保護 阻容保護C-6|em*=6 55 18627-68.29lFU 2300-1.5U m =1.5 ' 2 300V =636.5V，選70F、耐壓 700V矽3&"3 匯 30°2em18627

7、=15.7181，取 R = 20Ic=2兀 fu c漢 10* =2兀漢50漢2.2漢300漢 10°A = 0.21A22pR-(34) CR=(34) 0.2120W =2.646 3.528W壓敏電阻RV1的選擇U ImA=1.3邁U =1.3 漢 2 漢 300V = 551.5V直流側(cè)過電壓保護U ImA_(1.82)U dc =(182) 220V =39644CM選用MY31 820/3的壓敏電阻作直流側(cè)過電壓保護。晶閘管及整流二極管兩端的過電壓保護由參考文獻上獲得晶閘管過電壓保護參數(shù)估計值如下:元件容量(A)5102050100200500C （卩 F ）0.050

8、.100.150.200.250.501.00R (。)10 20依據(jù)上面表格可以初步確定 C=0.2F、R = 20pRfCU； 10 =50 0.2 G，2 300)2 10(W =4.242W過電流保護1.721交流側(cè)快速熔斷器的選擇因為I =l2 =60.5A,考慮到電動機啟動瞬間電流較大，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為lT =12 =60.05 -3a=42.461A,為了減少元件的多樣性便于設(shè)計和 安裝，本設(shè)計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平波電抗器電阻計算R =0.01E2N m/3I2N =0.024Q按電流連續(xù)要求的電感量：Ld二k1皿 -2(LD0 Lt) =17.2mHI d min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算法一、L=rl=0.5x7mh=17.2 mH法二、Ld =(Udm Ut2)2 10【2:fd Ut22