4KW直流电动机不可逆调速系统.docx
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1、课程设计题目:4KW直流电动机不可逆调速系统课程:电力拖动自动控制系统专业:电气工程及其自动化指导老师;missLCH组员:SCj日期:2011年1月5日星期一课题:4KW以下直流电动机不可逆调速系统一、技术数据:直流电动机:额定功率PN=LIKW、Un=110V额定电流IN=13AHN1500rmin极数2P=4、电枢电阻RN=1Q、电枢电感LD=7mH励磁电压UL=IIOV、励磁电流Il=08A0二、要求调速范围D=I0、S=10%制动迅速平稳设。三、主电路选择与参数计算1、主电路选择原则:一般整流器功率在4KW以下采用单向整流电路,4KW以上采用三相整流。2、参数计算包括整流变压器的参数
2、计算、整流晶闸管的型号选择、保护环节的计算,参数计算与元件选择,触发装置的选择。设计方案1.l直流电动机各项参数额定功率PN=LIKW、Un=110V额定电流IN=13A11n=1500rmin极数2P=4、电枢电阻RN=1。、电枢电感LD=7mH励磁电压UL=IIOV、励磁电流Il=08A0引言:电动机是将电能转换为机械能,使得终端设备得以满足不同需求的。在各种动力电动机的容量已超过总容量的60%,大部分工程中要求调速随其变化而变化。同一发电机即可作为发电机工作,又可以作为电动机工作,即是将电能与机械能相互转换的设备,因此不可逆调速系统已得到广泛的应用。正文:1.2 电动机供电方案本设计只是
3、从简单的设计来反应调速是过程,应用的是不可逆调速,设计相关的简易数据进行的元件的确定,并应用相关的软件绘制其电路图。和交流电动机相比,直流电动机有调节方法简单和经济的的优点。1.2.1 整流装置的选择据题意须采用晶闸管可控整流装置给主电路供电。本设计中,若用电网直接供电,会造成导通角小,晶闸管误导通,电流脉动大,并且功率因数低。为了提高系统工作的稳定性及降低能耗,功率在4KW以下,可采用单向整流电路。由于系统设计要求是不可逆的,所以选用单相半控桥整流电路给主电路的供电方式最为适宜。1.3 控制方案的选择1.3.1 触发方式的选择整流装置中,采用的是半控桥电路,只有两个晶闸管。本触发方式以TCA
4、785为核心的可控硅触发电路。该芯片是西门子公司生成的可控硅触发电路,它能输出两路相位差为180度移向触发脉冲,且触发脉冲可在O到180度之间任意调动,该电路主要用于单双相可控硅,亦可以用于晶体管的驱动。控制图为:1.3.2 反馈方式的选择电压、转速双闭环直流调速调速系统由调节器和转速调节器串联结而形成的电压负反馈内环节和转速负反馈外环节构成。根据负载要求D=10,S10%,则系统应满足的转速降:A - nS0(1-5)V 1500x0.10-10(l-0.10)r / min = 16.67 r / min电动系数的计算:=UN-八RJloT3x1JWN rlN1500=0.064直流电动机
5、固有转速降:C 812467r / min = 104.275r / min A 16.67r/min。1.3.3 直流调速系统框架为了实现精准的调压系统,反馈方式的选择,原则应是满足调速指标要求的前提下,选择最简单的电压负反馈方案。本设计采用电压闭环控制系统,控制系统电压放大倍数;K , 一 Tz AZ Z104.25 T= 6.913.5系统框图如图1所示:图一直流调速系统流程图1.4 主电路各项参数的计算如下:1.4.1 整流变压器副边U2值的计算:=其中:A=1.17,B=1.05,取=0.92ABA:0.41,17234B:电网电压波动系数O91.05:安全裕最故此。2=(112),
6、CQV=99.488119.38V,为了便于计算,1.1/1.udXu.y取整流变压器副边电压U=Wov。整流变压器电压一次侧与二次侧的电压比为:K=分=黑=1.1。1.4.2整流变压器一次侧电流H和二次侧电流12的计算已知全波整流电路中:K1K=lii,K2=lii;整流变压器原边电流计算:I=Lo5KId/K=l.O5l.l113/1.1A=13.77A;副边电流计算:12=KIdLllxl3A143A1.4.3变压器容量的计算变压器原边容量:Sx=UJx=220X13.77VA=3030.3VA,变压器副边容量:S2=U2I2=100Xl4.3VA=1430VA,整流变压器额定容量的选取
7、:S=I(S+S2)=;(3303+1430)4=2230.15E4。晶闸管整流电路如图2所示:1.5 晶闸管元件的选择在整个半控桥式电路中,晶闸管控制电路的导通与关断。晶闸管的选取是一个关键,选择晶闸管主要从它的各项参数计算:额定电压,额定电流,承受的反向电压等。1.5.1 晶闸管的额定电压UTN=Q0Um=(23)2X1OOV=311.08-466.62V故取Um=40V152晶闸管的额定电流T%/W)=(152)磊=(1.52)=(1.52)傍A=8.08711.744A取/AVO=114。1.6 整流二极管各参数的计算整流二极管的选取其公式较为简单,主要从它的最大反向电压,流过的最大的
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