10KW直流电动机不可逆调速系统-本科电拖课程设计

1、课程设计题目：10KW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：组员：日期：课题：10KW直流电动机不可逆调速系统一、技术数据：直流电动机：型号：Z371、额定功率Pn=10KW、Un=220V、额定电流g=55AnN=1000r/min、极数2P=4、电枢电阻Rn=0.5Q、电枢电感L°=7mH励磁电压Ul=220V、励磁电流lL=1.6A。二、要求调速范围D=10、S<=15%、电流脉动系数S<10%、设计中几个重点说明三、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

2、流。2、参数计算包括整流变压器的参数计算、整流晶闸管的型号选择、保护电路的说明，参数计算与元件选择，平波电抗器电感量计算设计方案1.1直流电动机型号：Z371、额定功率Pn=10KW、额定电压Un=220V、额定电流g=55A转速nN=1000r/min、极数2P=4、电枢电阻Rn=0.5Q、电枢电感LD=7mH励磁电压Ul=220V、S<=15%、励磁电流Il=1.6A。1.2电动机供电方案据题意采用晶闸管可控整流装置供电。本设计选用的是中直流电动机，可选用三相整流电路。又因本系统设计是不可逆系统，所以可选用三相半控桥整流电路。电动机的额定电压为220V，若用电网直接供电，会造成导通角

3、小，电流脉动大，并且功率因数抵，因此，还是用整流变压器供电方式为宜。题中对电流的脉动提出要求，故使用增加电抗器。反馈方式选择原则应是满足调速指标要求的前提下，选择最简单的反馈方案。1.3反馈方式的选择负载要求D=10,S<15%，则系统应满足的转速降“nsD(1-s)“nsD(1-s)10000.1510(1-0.15)r/min=17.647r/min电动系数：Ce厂屮=220；05050叽0.1925该直流电动机固有转速降N口55乂05-nN=Rar/min=142.857r/min17.647r/minl|Nr*0.1925CeN故采用电压闭环控制系统，控制系统电压放大倍数nNnN

4、142.87517.647一1=7.0961.4直流调速系统框架图系统框架图如图1所示:图1直流调速系统框架图1.5主电路计算的计算|2=(112)山其中：A=0.9,B=1,取；=0.9则UE:安全裕量220I=(11.2)V=271.6325.925V，取U2=300V0.910.9U2电压比：k二山二220=0.733U2300一次电流11和二次电流I2的计算已知全波整流电路中Ki广Kf九11，".11I1=1.05kd.KIKIId=1.1155A=60.05A变压器容量的计算S=U1|1=22087.45/A=19239VA,SU2I30060.05VA=18015/A11

5、(SS2)(1923918015)VA=18.627kVA晶闸管整流电路如图2所示：A；BA:电路参数B:电网电压波动系数0.91.05T300VwvL>wvT300VwvL>wv1r2V/Afu=cr*-FU丰cFUCRTl-O-RV7CRRVCR41nRV5rjRZS2S工Ci-FUFUR寺FU图2晶闸管电路1.6晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压Utn=(23)Um=(23)'、2300V=848.5281272.79V，取UTn=1200V。晶闸管的额定电流IT(AV)=(1.52)157IT(AV)=(1.52)157TW.52)二珂1.52)匕AM7.156取|t

6、(av)=50A整流二极管同上1.7晶闸管保护环节的计算交流侧过电压保护阻容保护C-6|em*=65518627-68.29lFU2300-1.5Um=1.5'2300V=636.5V，选70F、耐压700V矽3&"3汇30°2em18627=15.7181，取R=20Ic=2兀fuc汉10*=2兀汉50汉2.2汉300汉10°A=0.21A22pR-(34)CR=(34)0.2120W=2.6463.528W压敏电阻RV1的选择UImA=1.3迈U=1.3汉2汉300V=551.5V直流侧过电压保护UImA_(1.82)Udc=(182)220V

7、=39644CM选用MY31820/3的压敏电阻作直流侧过电压保护。晶闸管及整流二极管两端的过电压保护由参考文献上获得晶闸管过电压保护参数估计值如下:元件容量(A)5102050100200500C（卩F）0.050.100.150.200.250.501.00R(。)1020依据上面表格可以初步确定C=0.2F、R=20pRfCU；10=500.2G，2300)210(W=4.242W过电流保护1.721交流侧快速熔断器的选择因为I=l2=60.5A,考虑到电动机启动瞬间电流较大，熔断器的选取依据Irn-(1.52.5)IfN原则可以选用额定电压为300V，额定电流为120A熔断器。1.722元件端快速熔断器的选择因为lT=12=60.05-3a=42.461A,为了减少元件的多样性便于设计和安装，本设计将元件端快速熔断器的规格定为额定电压为300V，额定电流为85A熔断器。1.8平波电抗器1.81平波电抗器电阻计算R=0.01E2Nm/3I2N=0.024Q按电流连续要求的电感量：Ld二k1皿-2(LD0Lt)=17.2mHIdmin式中，Idmin=5°°ldN=5.34A;对于三相桥式全控电路K；=0.6931.82平波电抗器电感量计算法一、L=rl=0.5x7mh=17.2mH法二、Ld=(UdmUt2)210【2:fdUt22