某单位负荷50kw晶闸管串级调速系统设计开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告姓名设计（论文）题目某单位负荷50kw晶闸管串级调速系统设计一、 本课题国内外研究动态及意义：现代在各种生产工艺过程的要求，需要采用各种各样的生产机械，这些生产机械大多采用电动机拖动。交流电动机结构简单、坚固耐用、经济可靠，且能在恶劣的甚至在有易燃易爆性气体的环境中安全运行，因而被广泛应用。很多国家一直致力于发展交流传动技术，而且交流调速系统的方案也早已有多种发明并得到实际应用，但其性能却始终无法与直流调速系统相匹敌。随着电力电子技术、计算机技术的发展和电力电子器件的更新换代，交流调速技术获得了飞速发展，交流调速系统已从直流调速的补充手段发展到与直流调速系统相竞争、相媲

2、美、相抗衡，并逐渐取代的地位。晶闸管串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电动势而产生的，它属于转差功率回馈型调速系统，具有结构简单、可靠、经济、维护方便等优点，在工业生产中得到了越来越广泛的应用。串级调速是异步电动机十分经典的调速方法之一，它可以将异步电动机的功率回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上，因此效率高。串级调速系统能实现无级平滑调速，低速时机械特性也比较硬，是结构简单、发展较快、技术难度较小、性能比较完善的一种控制系统。晶闸管串级调速技术除可用于新设备设计外，还可用于对旧设备进行技术改造，这样不仅能改善调速性能，又可以节约能源。因此，研究和应用晶闸管串级调速技术具有极

3、大的技术和经济意义。本文从工程观点出发，以晶闸管串级调速系统在某造纸厂的应用为实例，着重对异步电动机串级调速系统的工作原理、基本性能等进行分析研究；在已知静、动态性能要求条件下，进行了转速、电流双闭环串级调速系统的动态参数工程设计；讨论了具有双闭环控制的串级调速系统的工作过程，并用软件对系统性能进行了仿真，证明了系统仿真模型的有效性和可行性。随着电力电子技术的发展，近代均采用在转子回路内串联晶闸管功率变换器完成回馈任务，这样就构成了由绕线式异步电动机与晶闸管变流器共同组成的晶闸管串级调速系统。其中低同步的晶闸管串级调速系统，不仅具有良好的调速性能以及能把转差能量回馈电网，而且还结构简单，可靠性

4、高，技术上已经成熟。性能更优越的超同步晶闸管串级调速也正在发展当中。 晶闸管功率变换装置是交流电动机串级调速系统中的核心部分，它目前存在以下几个问题：装置结构较为复杂，设备初期投资较高，在一定程度上限制了交流调速的推广；存在谐波，对电网造成一定程度的污染；功率因数还不够高，特别是在低转速时功率因数会更低。 尽管如此，今年来串级调速技术在国内外仍然突飞猛进的发展，大量新器件的出现和新技术的发展，使得串级调速性能指标大大提高，有些问题已得到根本的突破。不久的将来，串级调速装置定会进入生产个领域，发挥巨大的经济效益。二、毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题： 设计任务：1、根据电机参数的要求，

5、对设计提出建议；此次设计主要内容是让我们应用已掌握的知识，完成晶闸管串级调速系统的设计、参数定额计算、以及系统的建模与仿真，在此基础上，实现理论与实践的结合。这次设计，让我更深刻的理解串级调速的原理知识，而且还能锻炼个人动手能力和设计能力，加强本环节知识的掌握，对个人以后更好工作学习打下基础。预计设计能完成调速系统的设计以及各个环节参数的计算，在此基础上进行建模仿真，得到比较理想的系统工作特性曲线。2、根据某厂负荷,计算电机变压器参数；逆变变压器二次侧线电压逆变变压器计算容量逆变变压器一次侧电压3、计算选定晶闸管及转子侧整流元件及元件的选择；选择硅整流元件六只；晶闸管 六只.4、平波电抗器的计

6、算；电动机等效电感逆变变压器等效电感按电流连续要求的电感量5、起动方式的确定；6、调速装置的保护；过电流保护 1.在直流侧经过直流电流互感器接入过流继电器，可以在发生过流故障时去动作，去跳开串调开关Q，使串级调速系统退出运行，由于过流继电器的动作和自动开关Q的跳闸有一定的滞后时间，故只在短路电流不大的情况下才能起到保护晶闸管和整流管的作用。 2.快速熔断器，快速熔断器是防止晶闸管和整流管过流损坏的最后一种措施，也是变流器中最主要最广泛应用的过流保护措施。快速熔断器可带有辅助接点，快熔熔断时，辅助接点接通指示灯，发出灯光报警信号。快速熔断器的断流时间在10ms以内。过电压保护 1. 用RC阻容保

7、护进行抑制，可将瞬态过电压限制到工作峰值电压的1.2-1.4倍。RC阻容保护可置于变压器阀侧或网侧串入压敏电阻。金属氧化物压敏电阻是用氧化锌、氧化铅等饶结制成的非线性电阻元件，是一种新型的过电压保护元件。它具有正反向相同的、很陡的伏安特性，正常时，漏电流很小(微安级)，故损耗小，遇到过电压时可通过高达数千安的放电电流YI，因此，抑制过电压能力强。此外，它对过电压反应快，而本身体积又小，故它是一种较好的过电压保护元件，可以用来取代硒堆保护。压敏电阻的主要缺点是持续的平均功率太小，如果正常的工作电压超过了它的额定电压，在很短时间内就会烧坏。压敏电阻接于三相时，可以为形，也可以为Y形。7、电流闭环元

8、件、转速检测环节的选择；由于电流环的时间常数很小，且反应迅速，而与转速成正比的转差电势却变化缓慢，所以可忽略转差电势的影响，经过简化后，按典型型系统校正电流环按典型型系统校正后，闭环传递函数为：121fiiKTs+，则速度环的动态结构图如图4-3所示，为使系统具有较好的抗扰动性能和跟随性能，转速环一般按典型型系统设计。令nnhT=，当h=5时系统的抗扰动性能和跟随性最优，则速度环的开环放大倍数8、调节器的工程设计计算；9、提供工程设计说明书及电路图等；8、设计过程中尽可能采用节能、环保技术，体现节能、环保、高效的设备设计理念。设备技术设计参数：1、某厂最大负荷功率为50kw2、电机不可逆转，无

9、忌平滑调速调速范围D=3，生产时要求有较高的调速精度，低速时静差率S0.01。3、绕线转子三相异步电动机数据为：YR250M2-4型,PN=xxkW,nN=1480r/min,UN=380V,I1N=85.9A,fN=50Hz,=91.5%,cos=0.87,E2N=340V,I2N81A,/联接,m=3，J=2,367kg.m2,n9=2。3、工艺资料：查阅相关手册，进行简单的设备选型。三、毕业设计(论文)研究方法、步骤及措施：1、 根据设计要求完成某厂 50kw电机晶闸管串级调速系统的电气设计；2、 通过设计掌握控制系统的基本设计方法；3、 培养学生查阅技术资料的能力，培养学生综合运用所学

10、知识，结合实际独立完成课题的工作能力；4、提高学生对工作认真负责、一丝不苟，对事物能潜心考察勇于开拓、勇于实践的基本素质四、毕业设计(论文)工作计划及进度：内 容周 数布置毕业设计任务，查阅资料，收集资料，确定设计方案第12周方案比较第4周系统设计及计算第58周中期检查第910周结构计算及选型第11周绘图、编写设计说明书第1213周资料整理、设计说明书及图纸的打印第14周预答辩第15周答 辩第16周五、主要参考文献：(一)国内设计规范： 火力发电厂设计技术规程，DL 5000-2000中国电力出皈社，备案号：J442000 火力发电厂汽水管道设计技术规定，DLT 50541996，中国电力出版

11、社 火力发电厂施工图设计守则(热机篇)，省(区)电力设计院联合会，一九八八年 火力发电厂制粉系统设计计算技术规定，DLT 5l4 5-2002，中国电力出版社 火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规定，DLT 5l212002，中国电力出版社 其他电力设计规范(二)主要参考书： 孔凡才主编，自动控制原理与系统，机械工业出版社 冯俊凯、沈幼庭主编。锅炉原理及计算，第2版，科学出版社，1992。 容銮恩，袁镇福等合编。电站锅炉原理，中国电力出版社，1997。 陈学俊，陈听宽主编。锅炉原理，机械工业出版社，1986。 容銮恩，袁镇福等合编。电站锅炉原理，中国电力出版社，1997。 容銮恩主编，300MW火力发电机组技术丛书燃