小型提升机电力传动系统设计说明书.doc

-I-目录第1章绪论.11.1交流电动机调速的发展概况.11.2小型提升机对电力传动系统的要求.41.3本课题研究的目的和内容.4第2章提升机调速系统方案的选择.62.1提升机调速系统调速方式的选择.62.1.1动力源为什么要选择绕线式异步电动机.62.1.2选择串级调速系统的理由.62.2双闭环控制系统的选择.62.3桥式电路的选择.72.4触发电路的选择.8第3章小型提升机串级调速的工作原理.103.1串级调速系统工作原理及工作状态.103.2串级调速系统主电路的工作原理.123.3串级调速控制回路的工作原理.143.4小型提升机的系统组成与工作原理.15第4章主回路电路设计.174.1三相桥式不可控整流器的设计.174.2三相桥式逆变器的设计.184.3逆变变压器的设计.184.4平波电抗器LP的设计.194.5晶闸管保护电路的设计.20第5章控制回路电路的设计.225.1稳压电源的设计.225.1.1变压器的设计.225.1.2整流桥的设计.235.1.3熔断器.235.1.4滤波网络.23-II-5.1.5稳压器.235.1.6校对.255.1.7散热片.255.2触发电路的设计.255.3定子控制单元的设计.265.4绝对值单元的设计.285.5速度反馈网络的设计.285.6控制线路的设计.29第6章串级调速系统的调试.326.1.一般检查以及线路检查.326.1.1一般检查.326.1.2在线检查.326.2单元器件的调试.326.2.2检查触发器各部分的波形.326.2.3确定触发脉冲的相序.336.2.4定相.336.2.5调节器的调试（调零）.346.3操作电路调试.34结束语.36致谢.37参考文献.38四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第1页摘要串级调速是交流异步电动机调速的一种类型,串级调速的思想就是将异步电动机的转子电压经过三相桥式整流变为直流电压，再在其直流侧由可控硅逆变电路产生与其相反的直流电势与三相桥式产生的直流电压串联，改变逆变角的大小来改变直流电势的大小，达到调速的目的，同时还能提高电动机的运行效率和调速的经济性。本文依据小型提升机对电力拖动系统的要求，采用可控硅串级调速来控制其拖动电动机实现无级调速，满足小型提升机对电力拖动系统调速性能和节能的要求。本文主要研究三相交流绕线式异步电动机可控硅串级调速系统的主、辅电路设计有关的技术问题。包括系统的组成与工作原理，主回路的设计，控制回路设计，系统的静、动态工作特性计算分析等。关键词可控硅；串级调速；整流；逆变第1章绪论1.1交流电动机调速的发展概况纵观电力传动的发展过程，交直流两种传动方式共存于各个生产领域之中。在电力电子技术发展之前，直流电动机几乎占垄断地位。对于直流电动机只要改变电动机的电压或者励磁电流就可以实现电动机的无级调速，且电动机的转矩容易控制，具有良好的动态性能。随着工业技术的不断发展，它们相互竞争、相互促进。交流电动机，特别是鼠笼式异步电动机与直流电动机相比具有一些突出的优点：制造成本低；重量轻；惯性小；可靠性和运行效率高；维修工作量小；能在恶劣的甚至在有易燃易爆性气体的环境中安全运行。这些与现代调速系统要求的可靠性、可用性、可维修性相一致。正是由于交流电动机的这种优势，使它在电力拖动系统中的应用范围比直流电动机广泛得多，约占整个电力拖动总容量的80%以上；但同时交流电动机本身是一个非线性、强耦合的多变量系统，其可控性较差。而随着电力电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能的电力电子器件产品的出现，为交流调速系统的发展创造了有利条件。特别是70年代初出现的矢量变换控制技术以及在矢量变换基础上相继出现的磁通反馈矢量控制、转差型矢量控制、直接转矩控制等实用系统，大大推进了交流传运控制技术的发展。这些新型的交流传动控制技术与高性能的变频器相结合，就有可能使利用交流电动机构成的交流伺服系统在性能上与高精度的直流伺服系统相匹配。特别是在一些大容量、高转速或特殊环境下应用的场合，交四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)第2页流调速系统已显示出无比的优越性，电气传动交流化的时代随之而来。根据异步电动机的转速公式：)1(60)1(10sPfsnn式中P电机极对数1f供电电源频率s电机转差率因此，异步电动机有三种基本的调速方式，即改变极对数、改变转差率和改变供电电源频率。在改变转差率调速中又可分为转子串电阻调速、串级调速、调压调速和电磁转差离合器调速四种类型。（1）变极调速变极调速是通过改变绕组极对数达到改变异步电动机同步转速的调速方法。由于电动机的极对数只能成倍变化，因此转速也只能近似成倍变化。变极调速主要用于鼠笼式异步电动机。变极电动机通常有转换单绕组接线改变其极对数的电动机和在同一铁心上设置两个以上极对数的不同绕组的两种类型。这种调速优点：设备简单，操作方便，机械特性较硬，效率较高，既适用于恒转矩调速，又适用于恒功率调速。缺点：属于有级调速，且调速的级数不多。因此仅适用于不需要平滑调速的场合。例如某些机床的调速，采用变极调速与变速箱机械调速配合，就可以较好地满足生产机械对调速的要求。（2）转子串电阻调速这是对绕线式异步电动机进行调速的一种方法，即在电机的转子回路中串入可变电阻来改变电动机机械特性的斜率，从而改变了一定负载下电机的转差率达到调速的目的。由于转子串入的电阻不能连续变化。因此电机的转速也只能阶跃变化，即有级调速。这种调速的优点：设备简单、易于实现，初投资不大。缺点：低速时的机械特性变软，其最低转速受生产机械允许静差率的限制，所以调速范围不大，一般只能达到23。转子串电阻为分段调节，属有级调速，调速的平滑性差。只宜带负载调速。空载或轻载时调转子电阻所得到的转子速度变化不大。低