M1040无心磨床导轮电动机控制电路设计(可编辑).doc

m1040无心磨床导轮电动机控制电路设计 学号: 毕 业 设 计 题目: m1040无心磨床导轮电动机控制电路设计 作 者:翟华明 届 别: 2007届 院 别: 机械工程学院 专 业:机械设计制造及其自动化 指导教师:张万奎 职 称: 完成时间: 摘要 本文详细介绍了三相电磁调速异步电动机的工作原理。三相异步电动机主要由定子和转子构成,定子是静止不动的部分,转子是旋转部分。异步电动机?电磁转差离合器调速系统是以异步电动机为原动机通过电磁转差离合器来调速的。这种电磁离合器由直流励磁,这一点类似于同步电动机,但它是以电磁感应和相对运动的转速差为基础工作的,因此它更接近于异步电动机。 三相异步电动机带动电磁转差离合器的电枢以恒速运转并作为离合器的机械能源异步电动机则从电网中吸取电能。离台器的励磁绕组通过滑环白直流电供电。由于异步电功机可以看作是以恒速运转的实际负载时转速略有降低,因此在研究动态特性时,仅须推导出电磁转差离合器的传递函数就可以了。 在晶闸管调速系统中,电动机是控制对象,转速n是被调量。在调速系统中一般采用反馈控制,其目的在于减小转速降,提高机械特性的硬度,调速幅度也因此而提高。 目录 目录1 第一章、概述2 第二章 m1040无心磨床调速方案的选择3 2.1 概述3 2.1.1 机械与电气调速3 2.1.2生产机械对自动调速系统技术指标的要求3 2.2 单闭环直流调速6 2.2.1 有静差调速系统7 2.3调速范围及调速方案的确定9 第三章 三相电磁调速异步电动机10 3.1电磁调速异步电动机的机构和工作原理10 3.1.1 三相异步电动机的基本结构10 3.1.2 三相异步电动机的工作原理10 3.1.3电磁调速异步电动机的相关特性11 3.1.4电磁调速异步电动机的优缺点12 3.2 异步电动机电磁转差离合器调速系统的组成和动态特性13 3.2.1 闭环调速系统的组成及工作原理13 3.2.2 动态分析13 第四章 闭环控制系统的方案的确定16 4.1 主电路设计17 4.1.1 导轮电机控制电路主接线图17 4.2 无级调速控制电路设计18 4.3 元件的选择和计19 4.3.1 整流变压器的选择19 4.3.2晶闸管参数的选择21 4.3.3 晶闸管的保护23 4.3.4 单相可控整流电路24 4.3.5 单相桥式整流电路整流二极管参数的选择26 第五章 毕业论文总结28 第六章 参考文献29 第七章 致谢30 第一章、概述 磨床是用磨料磨具砂轮、砂带、油石和研磨料为工具进行切削加工的机床。磨床广泛应用于零件的精加工,尤其是淬硬钢件、高硬度特殊材料及非金属材料如陶瓷的精加工。近年来,随着科学技术的发展,对机器和仪器零件的精度和表面粗糙度要求越来越严;各种高硬度材料的应用日益增多;精密铸造与精密锻造工艺的进步,有可能将毛坯直接磨成成品。此外,高速磨削和强力磨削工艺的发展,进一步提高了磨削效率,因此,磨床的使用范围日益扩大,目前,它在金属切削机床中所占的比重已达到13%27%。 为了满足各种表面、形状和生产批量的工件对磨削加工的要求,磨床的种类很多,其主要类型有:外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床、刀具和刃具磨床及各种专门化磨床,如曲轴磨床、凸轮磨床、齿轮磨床、螺纹磨床等。此外,还有珩磨机、研磨机和超精加工机床等。 无心外圆磨床简称无心磨床。磨削时工件不用顶尖定心和支承,而由工件的被磨削外圆面作为定位面。工件放在砂轮与导轮之间,由托板支承进行磨削。 无心磨床由多电机拖动,分别为磨削轮电机,冷却电机、润滑电机、液压电机和导轮电机。且都无正反转要求。电机功率不是很大,均采用y系列三相鼠笼式异步电动机拖动。除导轮电机需要调速外,其他四台电机均无调速要求。故均采用直接启动。 第二章 m1040无心磨床调速方案的选择 2.1 概述 在生产的各个部门,有大量的生产机械要求在不同的场合、用不同的速度进行工作,以提高生产效率和保证成品的质量。要求具有速度调节(简称调速)功能的生产机械很多,如机床、扎床、钢床、起重运输设备、造纸机、纺织机等。如何根据不同生产机械对调速的要求来选择调速方案,是本节所要介绍的内容。 2.1.1 机械与电气调速 调速方法通常有机械的、电气的、液压的、气动的几种,仅就机械与电气调速方法而言,也可采用电气与机械配合的方法来实现速度的调节。在用纯机械方法调速的设备中,驱动用的电动机一般运行在固有机械特性的一个转速上,速度的调节是通过变速齿轮箱或几套变速带轮或其他变速机构来实现的。在用纯电气方法调速的设备中,电动机能运行在固有机械特性或认为机械个性上,在一定负载的情况下,电动机可获得很多种转速,这是机械变速机构十分简单,只要一套变速齿轮或带轮,就能把电动机转速变为符合工作需要的转速。在有的设备(磨床的砂轮)上,则有电动机直接带动。在电气与机械配合调速设备中,可用电动机来得到多种转速,同时,又可用机械变速机构的换挡来进行变速。 电气调速方法有许多优点,如何假话机械变速机构,提高传动效率,操作简单,易于获得无级调速,便于实现远距离控制和自动控制,因此,在生产机械中广泛采用电气方法调速。当然仅用电气调速时,电气系统要复杂些,投资要大些。 2.1.2生产机械对自动调速系统技术指标的要求 机电传动控制系统调速方案,主要是根据生产机械对调速系统提出的调速技术指标来选择的。技术指标有静态指标和动态指标。 1.静态技术指标 生产机械对调速系统要求的静态技术指标主要有静差度、调速范围、调速的平滑性等。 1)静差度 当负载变化时,生产机械转速的变化能维持在一定范围之内。常用静差度来表示生产机械运行时转速稳定的程度,即要求静差度s小于一定数值。不同的生产机械对静差度得要求不同。例如,一般普通设备普通车床龙门刨床冷轧机热连轧机精度搞的造纸机则 2)调速范围 生产机械所要求的转速调节的最大范围亦称为调速范围,即 不同的生产机械要求的调速范围d各相同。如静差度为一定数值时,车床龙门刨床钻床铣床轧钢床造纸机机床的进给机构等等。 采用机械和电气联合调速时,d是指生产机械的调速范围。若以代表机械调速范围,表示电气调速范围,则。 3)调速的平滑性 调速的平滑性,通常是用两个相邻调速级的转速差来衡量的。在一定的调速范围内,可以得到的稳定运行转速级数越多,调速的平滑性就越高;若级数趋于无穷大,则表示转速连续可调,称为无级调速。不同的生产机械对调速的平滑性要求也不同,有的采用有级调速即可,有的则要求无级调速。 2. 动态技术指标 生产机械有电动机拖动,在调速过程中,从一种稳定速度变化到另一种稳定速度运转。由于有电磁惯性和机械惯性,过程不能瞬时完成,而需要一段时间,即要求经过一段过程才能完成,这个过程称为动态过程。生产机械对自动调速系统品质指标的要求除过渡过程时间外,还有最大超调量、振荡次数等。如图2.1所示,图中的被调量仅以转速n为例,系统从改变到时的过渡过程。 图2.1 自动调速系统的动态特性 1)最大超调量 超调量定义为 太大,达不到生产工艺上的要求;太小,则会使过渡过程过于缓慢,不利生产率的提高等。一般为。 2)过渡过程时间 从输入控制(或扰动)作用于系统开始知道被调量n进入(0.05?0.02)稳定值区间时为止的一段时间,叫做过渡过程时间。 3) 振荡次数 在过渡过程时间内,被调量n在其稳定值上下摆动的次数叫做振荡次数。图2.1所示振荡次数为1次。 图2.2 自动调速系统动态特性曲线的比较 上述三个指标是衡量一个自动调速系统过渡过程品质好坏的主要指标。图2.2所示的为三种不同调速系统被调量从改变到时的变化情况:系统1的被调量要经过很长时间才能跟上控制量得变化,达到新的稳定值;系统2的被调量虽变化很快,但不能及时停住,要经过几次振荡才能停在新的稳定值上;这两个系统都不能令人满意。系统3的动态特性才是比较理想的。不同的生产机械对动态指标的要求不尽相同,如龙门刨床、轧钢机等可允许有一次振荡,而造纸机则不允许有振荡的过渡过程。 2.2 单闭环直流调速 图2.3为常见的单闭环直流调速系统框图。单闭环直流调速系统常分为有静差调速系统和无静差调速系统两类:单纯由被调量负反馈组成的按比例控制的单闭环系统属有静差的自动调节系统,简称有静差调速系统;按积分(或比例积分)控制的系统,则属无静差调速系统。这里重点介绍一下有静差调速系统。图2.3 当闭环调速系统框图 2.2.1 有静差调速系统 1)有静差调速系统的基本组成和工作原理 图2.3为典型的晶闸管?直流电动机有静差调速系统的原理图,其中,放大器为比例放大器(或比例调节器),直流电动机由晶闸管可控整流器经过平波电抗器l供电。整流器整流电压可由控制角来改变。为使速度调节灵敏,使用放大器来把输入信号加以扩大,为给定电压与速度反馈信号的差值,即 2.4 晶闸管直流调速系统原理图 又称偏差信号。速度反馈信号电压与转速n成正比,即 式中,?转速反馈系数。 放大器的输出: 式中,?放大器的电压放大倍数。 把触发器和可控整流器堪称一个整体,设其等效放大倍数为k,则空载时,可控整流器的输出电压为 对于电动机电枢回路,若忽略晶闸管的管压降,则有 式中,?电枢回路的总电阻,; ?可控整流电源的等效内阻; ?电动机的电枢电阻。 联立求解式2.6和式2.7,可得带转速负反馈的晶闸管?电动机有静差调速系统的机械特性方程为 式中,?从放大器输入端到可控整流电路输出端的电压放大倍数, ?闭环系统的开环放大倍数, 有图2.4可看出,如果系统没有转速负反馈,则整流器的输出电压 由此可得开环系统的机械特性方程 比较式2.7与式2.8,不难看出: 1)在给定电压一定时,有 即闭环系统的理想空载转速降低到开环时的倍。为了使闭环系统获得与开环系统相同的理想空载转速,闭环系统所需要的给定电压要比开环系统高倍。因此,仅有转速负反馈的单闭环系统在运行中,若突然失去转速负反馈,就可能造成严重的故事。 2)如果将系统闭环与开环的理想空载转速调得一样,即,则 即在同样的负载电流下,闭环系统的转速仅为开环系统转速降的,从而大大提高了机械特性的硬度,使系统的静差度减少。 2.3调速范围及调速方案的确定 据m1040的技术参数。确定主电机(导轮电机)的调速方案。d=180/20=9。调速范围在310之间。故选用无级调速。且导轮电机不经常正反转,不经常运行在低速的情况下。 结论:此处宜选用电磁转差离合器调速 第三章 三相电磁调速异步电动机 3.1电磁调速异步电动机的机构和工作原理 3.1.1 三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机主要由定子和转子构成,定子是静止不动的部分,转子是旋转部分,在定子与转子之间有一定的气隙,图3.1为其机构图。 图3.1 三相异步电动机的机构 1?轴承; 2?前端盖; 3?转轴; 4?接线盒;5?吊环; 6?定子铁心; 7?转子; 8?定子绕组; 9?机座; 10?后端盖; 11?风罩; 12?风扇 3.1.2 三相异步电动机的工作原理 异步电动机?电磁转差离合器调速系统是以异步电动机为原动机通过电磁转差离合器来调速的。这种电磁离合器由直流励磁,这一点类似于同步电动机,但它是以电磁感应和相对运动的转速差为基础工作的,因此它更接近于异步电动机。由于直流励磁控制装置简单可靠,引入速度负反馈后可以获得一定的调速范围10:1和精度小于5%,因此获得了广泛的应用。工业中生产多种异步电动机-电磁转差离合器调速系统的成套装置,并已系列化。 电磁转差离合器也是一种机电能量变换装置,但它不同于一般把电能变换为机械能的电机,它是通过磁场把主动轴的转矩传递给从动轴的,也就是说,离合器的两侧轴都在旋转。主动轴通过联轴节与异步电动机轴相连,从动轴通过联轴节与工作机械轴相连。从电磁感应作用上看它也有两大部分。一部分由铁芯和励磁绕组组成,称为磁极;另一部常由实心铸钢制成,称为电枢。磁极常为爪极式,一般由低碳钢铸成,分两部分,互相交叉地安装在从动轴上.其间借气隙分开,因而由励磁绕组通电产生的磁极极性相反。磁极磁场由n极性爪极部分经气隙进入电抠,再由电枢经气隙回到s极性爪极部分。由于爪极与电枢间的气隙距离远小于两个不同极性的爪极间的气隙距离,因此除了漏磁通外,绝大部分都在爪极与电枢间交链。 当原动机异步电动机带动电枢旋转时,作为密实导体的电抠便要切割磁极的磁力线,从而在电枢中形成电流,不同极性下的电流方向不同,故在电枢内流过的电流为涡流。此电流与磁场再作用形成转矩,根据左手定则可以判定,此转矩作用在电抠轴上是与转速方向相反的,即为阻转矩。另一方面此转矩作用在磁极轴上却是驱动转矩运动和力的相对性,从而带动负载与电枢轴同方向旋转。与一般异步电动机一样,磁极的转速永远不可能达到电枢的转速,否则二者不会有相对运动,也就不会产生涡流和转矩,磁极也就不会随电枢旋转而旋转了。而且,励滋电流越大,磁场越强,传递到磁极轴上的转矩也越大,带动负载的转速也越高。从上述对工作原理的分析中可以看出,它的爪极磁场由直流电流产生,而且这种旋转磁场是机械旋转磁场。如果抛开这两点外界条件则也可以把电磁转差离合器称作异步机。主动转速高,从动转速低,这是离合器的特征。 3.1.3电磁调速异步电动机的相关特性 图3.2示出具有实心铸钢电枢的电磁转差离合器在不同励磁电流时的一族机械特性曲线。由图可见,在额定励磁电流下标么值=100%产生额定转矩标么值m*=1时所需的转差率s很小,转差离合器输出从动铀角速度最高,此时离合器耦合最紧密。减小励磁电流,其紧密性变差,从动轴转速急剧下降,特性变软。其原因可解释如下。 随着转差率的增加,涡流越趋于电枢表面,有效电流层减小,根据涡流在钢体中流动所受的阻力公式可知,电枢电阻与成比例增加这里“为导磁率。在小转差率下电枢电流i随s增加而增加,这是因为 式中e20为磁极堵转即s=1时的电枢电动势。但在大转差率下,导磁率随转差率s增加而减小、这样常数。另一方面,由于电枢反应的去磁作用减弱了合成磁通,故电枢电流不会有明显增加,从而使转差离合器具有近似恒转矩特性,这一点类似于转子电路中串入较大附加电阻时的异步电动机的特性。 显然、这样软的机械特性是不适于用在要求速度比较稳定和有较宽调速范围的工作机械上的。为此一段都要接入速度负反馈。由了速度负反馈的作用,它会自动地随着负载转矩的增加而升高励磁电流,从而使得输出转速近似保持稳定,如图3.3所示。这样的特性可以满足工业设备对调速范围和稳速精度的要求。图中线1和2分别为0.1和 额定励磁电流时的特性曲线。 图 3.2 电磁转差离合器的机械特性图 3.3闭环调速系统的稳态特性 3.1.4电磁调速异步电动机的优缺点 1、优点: 1)交流无级调速,机械特性硬度较高; 2)结构简单、工作可靠、维护方便、价格低廉; 3)调速范围大,用在像印刷机这样的恒转矩负载时,一般可达10:1,有特殊要求(如轮转机)时亦可达50:1; 4)可调节转矩。在现代话的联合轮转机中,都应用了自动化的纸张拉紧机械,它可以达到随着卷筒纸直径的变化,调节离合器的转矩保持拉力不变。 2.带有速度负反馈的电磁调速异步电动机的主要缺点是:在空载或轻载(小于10%额定转矩)时,由于反馈不足,会造成失控现象;在调速时,随着转速降低,离合器的输出功率和效率也相应地比例下降。所以此电机适用于长期高速运转和短时间低速运转。为适应印刷机低速运转饿需求,在采用电磁调速异步电动机作主驱动的印刷机中往往再配装一台三相异步电动机作为低速电机使用。 3.2 异步电动机电磁转差离合器调速系统的组成和动态特性 3.2.1 闭环调速系统的组成及工作原理 图3.4示出闭环调速系统的组成。三相异步电动机带动电磁转差离合器的电枢以恒速运转并作为离合器的机械能源异步电动机则从电网中吸取电能。离台器的励磁绕组通过滑环白直流电供电。一般它的控制功率不大,可由小功率半波或全波晶闸管整流器控制,整流器控制信号来自于放大器,在这里对给定信号和反馈信号进行比较放大,必要时还要进行动态校正。 图3.4 闭环调速系统的组成 3.2.2 动态分析 由于异步电功机可以看作是以恒速运转的实际负载时转速略有降低,因此在研究动态特性时,仅须推导出电磁转差离合器的传递函数就可以了。由图2机械特性曲线可以看出,电磁转差离合器是非线性元件,因此应采用微小变化的线性化方法来分析。设转差离合器励磁绕组电阻为r,电感为l图3.4a,则励磁电路微分方程式为 式中u、i分别为励磁绕组的电压和电流。现在假定当励磁电流为i时对应的转矩为m0,负载时以角速度0稳定运转图3.4 b点1。当励磁电流突然增加i时,与角速度0对应的转矩仅增加了增量m,由此增加的转矩使负载产生加速度,亦即从动轴或负载的转速增加。根据前述转差离合器工作原理可知,磁极与电枢间的转差将变小,从而使输出转减小,最后在转速仅增加的点上点2稳定运转。因此转动部分机械运动方程式为 式中k1=m/i?转速恒定时由励磁电流增加i引起的转矩增量m与i之比;k2=m/?励磁电流恒定时由转速增加引起的转矩增量m与之比。对式(2)和式(3)取拉普拉斯变换并整理得 和 或 式中t=l/r为励磁绕组的时间常数。 图3.5异步电动机?电磁转差离合器与机械负载的耦合 (a)机械连接示意图 (b) 微小增量变化各量的关系曲线 根据式3.5和式3.6可以画出电磁转差离合器的方块图,如图5中虚线部分所示。它包含两个惯性环节励磁电路惯性环节和机械惯性环节。如果把晶闸管整流器看作由比例系数和时间常数组成的小惯性环节: 图3.6 异步电动机?电磁转差异步电动机调速系统的方块图 则整个系统为三阶的。如回路增益调节不当,则很容易引起振荡。特别是在低速时,式6中的k20,此时机械惯性环节转化为积分环节,系统缺少阻尼项,开环系统是不稳定的。采用速度负反馈后系统特征方程仍是三阶的,为了提高稳定性和静动态静度,速度调节器一破都采用比例?积分或比例?积分?微分调节器,其设计方法与直流电动机励磁控制时的情况相近。 第四章 闭环控制系统的方案的确定 在晶闸管调速系统中,电动机是控制对象,转速n是被调量。在调速系统中一般采用反馈控制,其目的在于减小转速降,提高机械特性的硬度,调速幅度也因此而提高。本设计采用转速负反馈调速系统,如图4.1所示: 图4.1 调速系统方块图 在这里测速发电机tg作为检测元件。它和电动机同轴相连或者经过变速器联接。测速发电机的电压与动机的转速成正比。把这电压的一部分引回输入端作为反馈电压uf,它与给定电压相减。调节过程表示如下: 转速回升,趋近原来数值。 4.1 主电路设计 4.1.1 导轮电机控制电路主接线图 无心磨床对导轮调速的要求不高,功率不大,故选用一个晶闸管的桥式可控整流电路。 主电路图如图4.2所示: 图4.2 导轮电机控制电路主接线图 4.2 无级调速控制电路设计 控制电路由速度给定、转速负反馈、放大环节、晶闸管触发电路和主电路组成,如图8所示: 图4.3 导轮电动机控制电路图算 4.3 元件的选择和计 以知数据: 电机 项目 数据 y801-2 额定功率 0.75kw 额定电压 380v 满载转速 3800转/分 额定电流 1.71a 数据来源:现代电工手册(修订版) 杨宜民等编1997年第三版 4.3.1 整流变压器的选择 (1)、变压器的接线形式 主回路三相整流变压器的绕组一般有两种接法,即/丫与丫/丫,铁芯里的磁通有交流和直流分量,在每个芯柱上磁通的方向相同,大小相等。在丫/丫接法时.强迫磁通不能通过铁芯闭合,其直流分量易使铁芯饱和,功率损耗大;交流分量产生附加漏抗,使整流电压降低,对外特性影响较大并增加了铁损。当接成/丫时,感应电势在变压器初级绕组中产生环流,其磁通可以抵消强迫磁通酌交流分量,附加漏抗被消除。初级绕组为接法,比丫接法损耗小,对外特性影响也小。故整流变压器采用/丫接法。 (2)、变压器次级相电压 整流变压器次级相电压u2 式中 ?整流电压(v),200; a?整流电压与变压器次级相电压之比, c?线路接线方式系数, ?整流器输出工作电流与电动机额定电流之比, ?电网电压波动系数,取0.9; ?变压器工作电流与额定电流之比, ?控制角,不 可逆系统 整流元件正向压降,取1.5; n?电流流过的整流元件系数,n2; ?变压器短路比,取5; v 电动机电枢电阻, 则 取 于是可得整流变压器次级相电压为: 次级线电压为: 变压器次级相电流: 式中?整流电流,按电动机额定电流考虑, i2=1.7=1.4 考虑过载时,相电流的最大值为1.41.5=2.1a 变压器的视在功率为: 则有nb=32002.1=1.2kva 考虑到最大负载电流与最大工作电压不会同时出现,故选用2kva、380/220v、/丫接法的三相整流变压器。 4.3.2晶闸管参数的选择 1)晶闸管的工作原理 在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时,有两个pn结处于反向偏置。在阳极与阴极之间加正向电压时,中间的那个pn结处于反向偏置,所以,晶闸管都不会导通(又称为阻断)。那么,晶闸管时怎么工作的呢?下面,通过实验了观察晶闸管的工作情况。 如图4.4所示,主电路加上交流电压,控制极电路接入,在瞬间合上开关s,在瞬间拉开开关s,则在电阻产生电压。 可见,时刻,晶闸管阳极对阴极的电压为正,开关s合上时,控制极对阴极的电压为正,所以,晶闸管导通,经咋挂压降很小,电源电压加于电阻上;当时, 由于,所以流过晶闸管电流小于维持电流,晶闸管关断,之后,晶闸管承受反向电压不会导通;当时,从零变正,晶闸管的阳极与阴极又开始承受正向电压,这时,控制极对阴极有正电压,所以,晶闸管又导通,电源电压再次加于上;当时,但这时晶闸管处于导通状态,维持导通;当时,晶闸管又关断,晶闸管处于阻断状态。这种现象称为晶闸管的可控单向导电性。 图4.4 晶闸管工作情况的实验图 2)晶闸管的主要参数 为了正确选用晶闸管元件,必须要了解它的的主要参数。一般在产品目录上给出了参数的平均值或极限值,产品合格证上标有元件的实测数据。 (1)断态重复峰值电压。在控制极断路和晶闸管正向阻断的条件下,可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压,其数值规定比正向转折电压小100v。 (2)反向重复峰值电压。在控制极断路时,可以在晶闸管两端重复加反向峰值电压,此电压数值规定比反向击穿电压小100v。 通常把与中较小的一个数值作为元件型号上的额定电压。瞬时过电压会使晶闸管遭到破坏,因此选用晶闸管时,应要求其额定电压为正常工作峰值电压的2到3倍,可以保证安全。 (3)额定通态平均电流。在环境温度不大于40度和标准散热及全导通的条件下,晶闸管元件可以连续通过的工频正弦半波电流(在一个周期内)的平均值,称为额定通态平均电流,简称为额定电流。正弦半波电流的平均值为 称其有效值为 (4)维持电流。在规定的环境温度和控制极断路时,维持元件继续导通的最小电流称为维持电流,一般为几十毫安到一百多毫安,器数值与元件的温度成反比。 (5)开通时间与关断时间。晶闸管从断态到通态的时间称为开通时间,一般为几微秒;晶闸管从通态到断态的时间称为关断时间,一般为几微秒到几十微妙。 (6)断态电压临界上升率与通态电流临界上升率与,通常采用缓冲电路。 4)额定电压的选择: 晶闸管额定电压一般取线路中长期工作电压峰值的23倍。200v的电压经过二极管组成的单相全控桥整流电路后的元件承受的最大正反向电压为u。故选择额定电压为:200(23)=537798(v) 5)额定电流的选择: 一般选负载额定电流的23倍。导轮电机y801-2的额定电流为1.71a。故额定电流为:1.71(23)=3.45.1a 故选用kp系列的晶闸管;kp5-600(额定电流5a,额定电压600v) 4.3.3 晶闸管的保护 1. 过电流保护晶闸管过电流保护措施有以下几种:(1)快速熔断器保护。 (2)过电流继电器保护。 (3)过流截止保护。 前两种方法中保护元件有3种接入方式:交流(输入)侧、直流(输出)侧、元件侧。 2.过电压保护 晶闸管过电压保护措施有以下几种: (1)阻容保护。 (2)硒堆保护。 保护元件也有3种接入方式:交流侧、直流侧和元件侧。 4.3.4 单相可控整流电路 1.单相可控半波整流电路 (1)电阻性负载:电路及其电压与电流波形如图6.1所示,导通角,控制角的调整范围为0180。 图6.1接电阻性负载的单相可控半波整流电路及其电压与电流波形 输出电压的平均值为: 输出电流的平均值为: 晶闸管承受的最高正向电压为: 晶闸管承受的最高反向电压为: 晶闸管中电流的平均值为: 变压器副边电流的有效值为: (2)电感性负载:电路及其电压与电流波形如图6.2所示。 图6.2接电感性负载的单相可控半波整流电路及其电压与电流波形 没有接续流二极管vd时,导通角,输出电压的平均值为: 接上续流二极管vd时,导通角,输出电压的平均值为: 输出电流的平均值为: 晶闸管中电流的平均值为: 2.单相半控桥式整流电路 单相半控桥式整流电路及其电压与电流波形如图6.3所示。 输出电压的平均值为: 输出电流的平均值为: 晶闸管承受的最高正向电压为: 晶闸管承受的最高反向电压为: 晶闸管中电流的平均值为: 变压器副边电流的有效值为: 图6.3接电阻性负载的单相半控桥式整流电路及其电压与电流波形 4.3.5 单相桥式整流电路整流二极管参数的选择 1.vd1-4的选择 负载电流=1.71a.。每个二极管的平均电流为/ 2即0.86a。变压器副边电压为200v。考虑到变压器副绕组及管子上的压降,变压器副边电压大约要高出10%,即2001.1=220v。于是 udrm= 220=308v。因此可选用2cp231a/350v 四个 vd5-8 根据测速发电机的要求计算后可选用2cp12型整流二极管0.1/100 四个 vd9-12:pq引入电压为80v。计算后可选用2cp13型整流二极管0.1/150 四个 一个晶闸管的控制的整流器的保护元件 各元件的主要作用和参数列表如下: 元 件 名 作 用 参数 vd1-4 整流二极管 2cp3g 1a/350v 四个 vd5-8 整流二极管 2cp120.1/100 四个 vd9-12 整流二极管 2cp130.1/150 四个 tg 测速发电机 r1 降压电阻 1k 4w scr 晶 闸 管 kp5-600 vd18 续流二极管 2cz11c 1-300 c6 、r10 提供维持电压 2/300v 10k lcd 转差离合器线圈 vd17 2cp12 c3 耦合电容 0.22 100v vt3 单结晶体管 bt31c r8 负载电阻 51 r7 温度补偿电阻 510 vt1 电压放大 3ck2a vt2 电压放大 3dg6c c2 锯齿波形成 0.1160v vd14-16 分流二极管 2cp12 c5 滤波电容 2160v rp2 变速调节电位器 15k r3 限 流 10k r2 限 流 9k rp1 低速调节电位器 22k rp4 低速调节电位器 22k wz2 稳 压 2cw14 wz3 稳 压 2cw14 vd13 2cp14 c3 滤 波 20/50v wz1 2cw13 c4 阻 容 保 护 0.4/400v r9 阻 容 保 护 510 rp3 100k r4 5k r5 1.5k r6 10k 第五章 毕业论文总结 我选的毕业论文的题目是m1040无心磨床导轮电动机控制电路设计。因为忙着去弄研究生面试的事情,我的毕业论文工作开始的比较晚。大概是四月10号才开始的,一开始我感到非常的茫然,老师给我的那些资料我看过之后真不知道从何处下手。经过仔细查阅相关资料,我渐渐的的进入了状态,论文设计的思路逐渐的清晰起来。经了一个月多月的奋斗我终于把我的毕业设计弄玩了。回想起来,我感慨万千,在这次毕业设计的过程中,我拥有了无数难忘的回忆和收获。所作毕业设计的主要内容有:1、三相电磁调速异步电动机的结构、工作原理与特性;2、三相电磁调速异步电动机闭环调速系统;3、