夏萬宇要打印開題報告及計劃進度表文檔

1、天津工程師范學院成人教育?？飘厴I(yè)設計開題報告論文題目交流電機的調壓調速（普通車床的主軸調速）學院名稱天津工程師范學院重慶函授站班級2007 級開題日期2008年9月專業(yè)名稱電氣自動化技術學號20071302117姓名夏萬宇指導教師1.本課題研究意義：隨著科學技術的不斷發(fā)展，機床的電氣控制裝置亦不斷更新。在控制功能上，是從簡單到復雜；而在操作上，是由笨重到輕巧。生產(chǎn)工藝上不斷提出新要求，是促使電氣控制技術發(fā)展的動力，而新型電 器、電子器件的出現(xiàn)，又為電氣控制技術的發(fā)展開拓了新的途徑。車床是應較用廣泛的一種機床，車床的主運動是主軸的旋轉運動，車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。此車床經(jīng)

2、過一些改 造之后，使它擁有適應性強的特點，具有使用單一、操作簡便、振動和噪音較小、設備購置及維修費用 較低、購買價格便宜，由于價格便宜在中小型企業(yè)及個體小批生產(chǎn)的形式中較受歡迎。2.研究內容：（1）、交流電動機主要參數(shù)：額定功率：6.5KW額定轉速：1430r/mi n額定電壓：380V電源頻率：50HZ額定電流：19.7A（2）、電動機的過載能力為連續(xù)額定電流的1.5倍。（3）、在調速范圍較大的時候速度應該穩(wěn)定。（4）、在斷續(xù)負載下電動機轉速波動小。（5）、加減速時間短。（6）、電機的可靠性較咼，容易維修。（7）、體積小，重量輕，和機械聯(lián)機容易。（8）、編制設計說明書。3.技術路線、研究方法

3、和研究進度：（1）、根據(jù)要求確定框架圖。（2）、根據(jù)每個框圖的需要在進行每個環(huán)節(jié)的研究。（3）、確定參數(shù)在再分別研究每個參數(shù)。（4）、根據(jù)需要選擇具體型號。4.導師意見：指導教師（簽名）：年月日5.函授部意見：函授部主任（簽字）：年月日天津工程師范學院成人教育專科畢業(yè)設計進度計劃表序號畢業(yè)設計階段性工作及成果時間安排1畢業(yè)設計動員，介紹課題分類 對畢業(yè)設計相關知識進行解釋08-09 （一）第 3 周2啟動畢業(yè)設計，正式分組分課題08-09 （一）第 3 周3補電氣制圖相關專業(yè)知識08-09 （一）第 4 5 周4補課題相關知識08-09 （一）第 6 7 周5課題分析，啟動設計輔導08-09

4、（一）第 6 8 周6進行資料解說，收集資料 針對相關課題進行指導08-09 （一）第 910 周7對各組收集的相關資料進行檢查08-09 （一）第 11 12 周8督導各組同學寫出設計書初稿及畫出設計初圖08-09 （一）第 1316 周9提出第一次審改意見08-09 （一）第 1718 周10學生在假期自己對設計書圖的修改08-09 （一）放假11交畢業(yè)設計正式圖稿，提出第二次整改意見，并退回更改08-09 （二）第 1-2 周12啟動答辯自述書的安排并開展整改后交稿審查08-09 （二）第 3 周13啟動培優(yōu)補差（個別輔導），對各組進行課題設計 交流，為答辯做準備08-09 （二）第 4

5、 周14未按時交卷的冋學的整改和審稿08-09 （二）第 5 周15個別輔導，完成復審，做答辯前準備08-09 （二）第 6 周16模擬答辯08-09 （二）第 9 周17正式答辯08-09 （二）第 9 周天津工程師范學院成人教育專科畢業(yè)設計任務書設計題目交流電機的調壓調速（普通車床的主軸調速）學生姓名 夏萬宇 系別 自動化 專業(yè) 電氣自動化技術 班級 2007 級指導教師姓名職稱 高級教師 課題來源 教師自擬 任務書下達時間 2008 年9月 函授部主任簽字 成教部主管主任簽字 一、車床的情況介紹車床的使用比較廣泛，它主要是用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。在車床上還可用鉆頭、擴孔鉆、

6、鉸刀、絲錐、板牙和滾花工具等進行相應的加工，它的主運動是主軸的旋轉運動， 由主軸電動機通過傳動帶主軸箱帶動主軸旋轉的，刀架是由溜板箱帶這作縱向合橫向移動，稱為 進給運動，進給運動也是由主軸電動機經(jīng)過主軸箱輸出軸傳給進給箱，在通過光桿將運動傳入溜 板箱，溜板箱就帶動刀架作縱，橫兩個方向的進給運動，刀架由快速電動機帶動還可作快速移動， 是機械制造和修配工廠中不可缺少的。原有的主軸調速是靠齒輪箱進行調速，調速范圍窄為改變對原來的調速較窄和電壓動波，對 電機轉速的影響，本設計提出了對它的主軸變速改進采用變頻器控制。對它的主軸電機驅動一些 性能來控制的要求。二、拖動方案的確定為了滿足上面所說的要求，交流

7、主軸電機采用 6.5KW交流電機，型號Y132M4 B3主軸電 機驅動控制采用的是PWM逆變器轉差頻率控制系統(tǒng)進行調壓調速，實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定調速，并配合 由PI調節(jié)器組成的雙閉環(huán)系統(tǒng)來抑制系統(tǒng)在運行過程中的擾動量。三、設計要求1、畢業(yè)設計的主要內容：（1）、交流電動的主要參數(shù)：額定功率：6.5KW額定轉速：1430r/mi n額定電壓：380V（2）、由PWM逆變器轉差頻率調速，并且具有雙閉環(huán)。（3）、在斷續(xù)負載下電機轉速波動要較小。（4）、振動，噪聲不要太大。（5）、電機可靠性能要高，容易維護。（6）、體積要小，重量較輕，和機械連接容易。（7）、應設計電氣原理圖及相關控制軟件。（8）、完成設計

8、說明書及相關附圖。（9）、完成主電路計算并選擇電器元器件，編制元件清單表。（10）、譯文。2、畢業(yè)設計的主要性能指標電源電壓：380V 額定功率：6.5KW 電源頻率：50HZ驅動系統(tǒng)工作穩(wěn)定，抗干擾能力強，振動噪音小。3、畢業(yè)設計的基本要求（1）、按進度要求完成畢業(yè)設計任務書。（2）、提交符合標準要求的畢業(yè)設計論文 。天津工程師范學院成人教育?？飘厴I(yè)設計計算書一、電動機的選擇根據(jù)車床對主軸性能的要求和電機的工作環(huán)境，選擇防護式、交流電動機型號為：Y132M-4-B3主要技術參數(shù)為：額定功率：PN =6.5KW 額定轉速:Nn =1430r/mi額定電流：In =17.1A輸入功率：P1=8.

9、23KW額定電壓：Un二380V效率：=79%勵磁電流：In2=1.76A二、導線截面積的選擇因為不考慮損耗，導線截面積選擇按公式I/J選擇，其中J為電流密度取4A/mm2,l為負載電流。1、電樞回路導線的選擇（1 ）、電樞回路出線選擇，按額定電流In =17.ia考慮導線截面積為 S=ln/J=l7.1/4=4.28 mm2，選擇 5mm2 的導線。（2 ）、電樞回路 進線選擇， 由于采用 了三相橋式整流電路， 流過每 相的電 流為Ivi=1/3 Ini=1/3*17.1=5.7A2導線截面積為:S= Iv1/J=5.7/4=1.43 mm選擇導線截面積為2 mm22、勵磁回路導線選擇（1）

10、 、勵磁回路出線選擇，按電動機勵磁電流IN2=1.76A導線截面積為：S=|N2/j=i.76/4=0.44 mm2考慮機械強度，選擇導線截面積為：1mm2（2）、勵磁回路進線選擇，由于勵磁回路和主電路為同一組導線，只要主導線確定勵磁回路 也就確定。3、主導線的選擇流過主導線的負載電流l1 = | n1 + IN2=17.1 + 1.76=18.86A 導線截面積為 18.86/ （ 3*6）=1.05 mm2。選擇導線截面積為：2mm2三、變壓器的選擇1、同步變壓器（1）、15V電源電路容量計算1）、 電路電壓U3=15V 電流I3=1A2）、 電路容量 P3=1.23*U3*I3=1.23

11、*15*1=18.45VA（2）、24V整流電路容量計算1 ）、電路電壓U5=24V 電流I5=1A2）、 電路容量 P5=1.23*U5*I5=1.23*24*仁29.52VA由于同步變壓器只用于了六路脈沖所以同步變壓器總容量大約為66VA選擇容量為70VA的同步變壓器2、整流變壓器（1）、5V整流電路容量計算1 ）、電路電壓U1=5V 電流I1=1A2）、電路容量 P1=1.23*U1*I1=1.23*5* 1=6.15VA（2）、12V電源整流電路容量計算1 ）、電路電壓U2=12V 電流I2=1A2）、電路容量 P2=1.23*U2*I2=1.23*12*1=14.76VA（3）、15

12、V電源電路容量計算1）、 電路電壓U3=15V 電流I3=1A2）、 電路容量 P3=1.23*U3*I3=1.23*15*1=18.45VA（4）、20V整流電路容量計算1 ）、電路電壓U4=20V 電流I4=1A2）、電路容量 P4=1.23*U4*I4=1.23*2O*1=24.6VA（5）、24V整流電路容量計算1 ）、電路電壓U5=24V 電流I5=1A2）、電路容量 P5=1.23*U5*I5=1.23*24*仁29.52VA由于同一個圖用了多次不通的直流電源所以整流變壓器的總容量大約是280VA選擇容量為300A的整流變壓器四、測速發(fā)電機（TG）的選擇根據(jù)系統(tǒng)對擾動量的要求，必須

13、將負載轉速限制在額定轉速內。所以選擇作為轉速反饋元件 的測速發(fā)電機，最大線性工作轉速應大于電動機的額定轉速。電動機額定轉速nN =1420 r/min,測速發(fā)電機最大線性工作轉速應在 03000 r/min范圍內。 選擇型號為：ZYS- 6A五、晶閘管的選擇1 、額定電壓 Urn： Un= （23） Utmf （23） 12*1.414=1075 1612V2、最大正反向電壓 Um "=2.45 X 380 931V3、額定電流 It （av: It （av =Im/ n =12X 1.414/3.14=5.66A4、有效電流 I Tn： Irn= Im/2=12 X 1.414/2

14、=8.49A六、IGBT的計算最大反向電壓：URM（23） UN/2= （23）X 380/2=380V570V電流平均值：IF= （1.5 2） IN （1.5 2）X 12=1824A選擇IGBT的型號為：BSM50GD60DN2七、空氣斷路器的選擇1、額定電壓：380V2、額定電流：根據(jù)電動機的額定總電流I N = I N1 +I N2=17.1+1.76=18.86A取 I N=20A3、熱脫扣器的額定電流根據(jù)電動機的額定電流20A,查表得，熱脫扣器的額定電流為27A,整定電流調節(jié)范圍為1427A4、電磁脫扣器的瞬時動作整定電流。電磁脫扣器的瞬時動作整定電流為10*27=270A根據(jù)公

15、式：I Z >Klst（k-安全系數(shù)，取1.8可得）。Iz>1.8*10*18.86=339.5A 因此可用。選擇空氣斷路器型號為：DZ10-100/330八、熔斷器的選擇1變壓器進線熔斷器的選擇變壓器負載的短路保護，熔體的額定電流應稍大于線路負載的額定電流。額定電流為：18.86A額定電壓為：380V選擇變壓器進線的熔斷器型號為:RC1A-30如何評價交流調速技術的優(yōu)劣，不同的需求有不同的標準。但普遍的共識是：效率高； 調速平滑即無級調速； 調速范圍寬；調速產(chǎn)生的負面影響（如諧波、功率因數(shù)等）小； 成本低廉。如果把高壓型變頻調速和串級調速使用作以對比，就會發(fā)現(xiàn)變頻調速并非如我們期 望的那樣理想，而串級調速也不象我們評價的那樣遜色。理論是指導實踐的基礎。之所以產(chǎn)生上述情況，主要原因是調速理論誤導所致，當然，也和 調速當時技術上存在缺陷有關。調速理論界大多認為，串級調速的理論問題已經(jīng)徹底弄清楚了， 實際未必盡然。例如，為什么串級調速的同步轉速不變而理想空載轉速卻改變？為什么轉子串電 阻的機械特性是匯交于理想空載轉速的軟特性曲線，而串級調速卻是平行的硬特性曲線？轉差功 率回饋為什么會導致