电力电子技术10KW直流电动机不可逆调速系统设计

电力电子技术课程设计报告问题：晶闸管10KW直流电动机调速系统设计医院(系):专业课：学生姓名：学号：指导教师：2012年6月25日至2012年7月6日列表1.课程设计主题和要求.21.1标题.21.2控制要求.21.3系统方案设计.22.主电路设计的计算.72.1变压器计算.72.2晶闸管组件的额定电压.92.3晶闸管保护链路的计算.92.4反应器的参数计算.112.5励磁回路的选择.123.触发电路的选择和验证.134.反馈电路参数的选择和计算.15选择4.1转速表.164.2电流阻断反馈链路选择.164.3速度调节的静态精度计算.174.4选择给定链接.185.运行调试.196.摘要.217.参考文献.218.附录.221.流程设计主题和要求1.1标题晶闸管10KW直流电动机调速系统设计1.2控制要求在这种工业生产中，像连轧机、纸机、电梯等，电动机经常需要宽的调速范围和调速精度。为此，通过调节直流电动机电枢电压，速度调节性能好，而晶闸管三相桥式全控整流电路可以根据3号Ug (DC)大小轻松地改变直流输出电压大小。主题包括设计晶闸管整流桥、直流电动机、PI调节器(运算放大器)组成的速度控制系统，并完成整个电路电路的设计和绘制。技术数据：直流电动机：模型：额定功率；额定电压；额定电流；旋转速度；极数；极数。电枢电阻；电枢电感；励磁电压；励磁电流。要求：速度调节范围、静态速度、电流脉动系统。直流转速表发电机：55CY61 Nn=2000r/min Un=110V恐怖分子电流传感器：LA50最小整流角度=20度Cos20=0.941.3系统设计由于电机容量大，电流脉动小，选择三相全控制整流电路电源系统。马达额定电压应使用三相减压器降低电源电压，以确保电源质量。为了避免三次谐波电动势的不利影响，主变压器使用连接，对三次谐波电流对电源的干扰。由于速度调节精度要求高，选择速度负反馈速度调节系统。使用电流切断负反馈的电流限制保护，发生故障电流的话，通过过流继电器切断主电路电源。为了简单可靠地操作电路，并且设备尺寸小，必须使用由KJ004组成的6脉冲集成触发电路。这个系统使用减压速度调节程序，所以女人的发生必须保持不变。励磁绕组由三相非控制桥式整流电路供电，可以在主变压器二侧引入电源。首先要添加励磁后电枢电压，主接触器主接触器主触点必须关闭，直到励磁绕组通电，还必须有弱磁保护环。如图1所示，显示了直流速度控制系统框图。图1直流调速系统框架(1)控制电路该电路使用速度负反馈稳定速度，使用电流切断负反馈进行电流限制保护，在发生故障的情况下使用过流继电器KI2切断主电路电源的晶闸管连接的高速熔断器进行过载和短路保护。由3个集成触发电路KC04组成的6脉冲触发电路。该电路需要三个相位互差120和三个相位电压uU、uv、uw等三个同步电压。用三相变压器组TC替换三相变压器，并并行使其Dy0，可以获得与主电路的二次侧电压相同的三个电压uus、uvs、uws。每个等步长电压由RC组成的t型网络滤波器、相移30、电位器RP4RP6优化每个等步长电压的相位，以确保三相脉冲间隔均匀。同步电压输入后，在一个周期中，四只脚依次形成两个锯齿波。调整偏移电压后，改变Ueo以在KC04的1，15发上移位特定宽度的相位差180的两个触发脉冲，由VD1和VD2、VD3和VD4、VD5和VD6、VD7和VD8、VD9和VD10、VD11和VD12组成，并按主电路的触发顺序脉冲变压器主公用端子15V电源、脉冲变压器次U、-W、V、-U、W、-V分别连接到每个晶闸管的控制极。KC04相移触发电路KC04晶闸管全控制桥式移相触发器专用集成电路适用于单相、三相全控制桥式变换器设备的晶闸管双脉冲移相触发器。该装置具有2向差为180的相移脉冲相位平衡好、相移范围广、同步电压要求低、脉冲热调制输出等特点。KC04由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏移电压和锯齿波电压合成器、功率放大电路等组成。图2 KC04内部电路KC04采用双列直插式16英尺结构，电路销功能为一发冻伤脉冲输出端子，双脚悬空。三脚锯齿波电容器连接器；四脚同步锯齿波电压输出；5脚电源的负端；六只脚悬空。7英尺的土地尽头；八脚同步电源信号输入端；9脚相移、偏置和同步信号合成端；10只脚悬空。11发方波脉冲输出；12英尺脉宽信号输入部；13发负脉冲调制和阻塞控制端；14发正脉冲调制和阻塞控制端；15发反相脉冲输出；16发电源井。图3 KC04针脚波形(2)直流电源如图7所示，选择三端集成电压调节器作为控制电路电源。图4直流电源原理图表1直流电源部件明细表序号代码名称名字规格数量1而且，桥堆而且，22而且，电解电容器而且，23而且，电容器247815三端集成电压调节器157915三端集成电压调节器16而且，电容器27而且，二极管22.主电路计算2.1整流变压器计算的计算现在太低了，不能保证输出额定电压的重要参数。选择太多会导致延迟角度增大，功率因数下降，整流元件压力上升，从而增加设备成本。通常，可以按如下方式计算格式，理想情况下，整流电压与二次电压之比，即；如果控制角度为，则输出电压比较如下。电网波动系数，一般；整流电路输出电压最大值；主电路电流电路；线路连接系数；变压器短路比，变压器；变压器第二侧的实际工作电流与额定电流之比必须达到最大值。以下表达式的计算在要求不高的情况下或近似计算时更方便其中，拿走角度考虑馀量：，拿去吧电压比一次和二次相位电流总和计算考虑变压器的励磁回流，必须乘以1.05左右的系数。变压器容量计算格式中：主侧，次侧绕组的相位数想想女人的动力，拿走。晶闸管和整流器的选择主要指合理选择装置的额定电压和额定电流。2.2晶闸管组件的额定电压晶闸管额定电压，拿去吧晶闸管额定电流选择晶闸管额定电流的原则是管道允许的额定电流的有效值是实际过电流的最大有效值，即考虑到双倍的馀裕，即可从workspace页面中移除物件。因此，选择模型是晶闸管组件。2.3晶闸管保护链路计算交流侧过电压保护容量保护如图5所示，在变压器的第二侧保护并行电阻和电容。电容的压力所以金属化纸介质电容器，电容，压力。因此，它是选择性金属膜电阻。图5 RC保护电缆压敏电阻的选择为了保护交流侧浪涌过电压，使用电压、通过流量查询相关产品参数目录。直流过电压保护因此，使用压敏电阻作为直流侧过电压保护晶闸管两端的过电压保护晶闸管过电压保护参数估计见表2。表2晶闸管过电压保护参数书估计组件容量(a)510205010020050010000.050.100.150.200.250.501.002.00从10到20可以根据上表初步决定。电容压力。金属化纸介电电容，电容，压力选择。拿着，金属膜电阻。过电流保护该系统除了通过电流切断反馈链路进行电流限制保护外，还提供连接到组件的快速熔断器以保护过载和短路，并通过过流继电器阻止故障电流。选择快速熔断器保险丝与它保护的回路串联在一起，因此当发生过载或短路故障时，通过熔体的电流达到或超过特定值时，熔体产生的热量会导致熔体金属熔点的温度上升。结果表明，熔体本身熔化，阻止故障电流，对电路进行保护，快速熔断时间短，保护性能更好，是目前使用最广泛的保护措施。通过晶闸管电流的有效值为因此，熔断器、容量电流为：过流继电器的选择根据负载电流，可以选择引导线圈电流的手动复位直流过流继电器，并建议设置电流。2.4反应堆参数计算使电流连续的临界电感选择、电流脉动的电感限制选择、变压器泄漏电感选择、实际串行反应器电感已知的马达电感应2.5励磁回路元素选择图6励磁电路布线励磁电压；这里的电流，电路布线如图6所示整流二极管电压电阻值与主电路晶闸管相同，因此如果确定了额定电流。可选，二极管。触发电路的选择和验证一般晶闸管是半控制电源电子设备。晶闸管在保持正向阳极电压的同时，必须在闸门上添加适当的触发电压，以便从阻塞状态转换为传导状态。晶闸管传导电路称为触发电路。触发电路经常被分类为由简单触发电路、单结晶体管触发电路、晶体管触发电路、集成电路触发器和计算机控制数字触发电路组成的主要组件名称。要使用控制、电源和其他完全控制设备的中断，必须设置适当的驱动电路。基座(闸，闸)驱动电路是电力电子主电路和控制电路之间的接口。使用高性能驱动电路，电力电子设备可以在理想的开关状态下工作，缩短开关时间，减少开关损耗。此外，许多保护内置于驱动器电路中，或通过驱动器电路完成。触发电路和驱动电路是电力电子设备的重要组成部分。为了充分发挥电力电子设备的潜力，确保设备的正常运行，必须正确设计和选择触发电路和驱动电路。晶闸管的触发信号可以使用交流整流盘的一部分，也可以使用直流，还可以使用短量脉冲。为了减少闸门损失，确保触发瞬间的准确性，触发信号经常采取脉冲形式。晶闸管触发电路的基本要求如下：(1)触发信号必须有足够的功率为了可靠地触发晶闸管，触发电路必须提供大于晶闸管产品参数中提供的栅极触发电压和触发电流值的触发电压和触发电流。也就是说，必须保证足够的触发功率。例如，触发电压不小，触发电流不小。要求的触发电压大于4V，触发电流不小。为了防止晶闸管门的损坏，不允许超过最大允许峰值电压和峰值电流的触发信号。当触发信号为脉冲形式时，只要触发功率不超过规定值，允许触发电压或触发电流的振幅在短时间内远远超过铭牌规定值。(2)触发脉冲必须与主电路电源电压保持同步为了确保电路的质量和稳定性，必须在每个周期的同一相位触发晶闸管。因此，晶闸管的触发电压必须与主电路的电