十机架连轧机直流调速系统的课程设计

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1、 1 课题：十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计 在冶金工业中， 轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程， 连轧 是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法， 连轧机则是冶金 行业的大型设备。其主要特点是被扎金属同时处于若干机架之中，并 沿着同一方向进行轧制，最终形成一定的断面形状。每个机架的上下 轧辊共用一台电机实行集中拖动， 不同机架采用不同电机实行部分传 动，各机架轧辊之间的速度实现协调控制。 本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统， 由此形成 10 个部分，各部分电动机参数如下表。 机 架 序 号 电动 机型 号 N P(KW) N U(V) N I(A) N n(r

2、/min) a R() 2 a GD( 2 mN ) P 极 对 数 1 Z2-92 67 230 291 1450 0.2 68.6 1 2 Z2-91 48 230 209 1450 0.3 58.02 1 3 Z2-82 35 230 152 1450 0.4 31.36 1 4 Z2-81 26 230 113 1450 0.5 27.44 1 5 Z2-72 19 230 82.55 1450 0.7 11.76 1 6 Z2-71 14 230 61 1450 0.8 9.8 1 7 Z2-62 11 230 47.8 1450 0.9 6.39 1 8 Z2-61 8.5 230

3、 37 1450 1.0 5.49 1 9 Z2-52 6 230 26.1 1450 1.1 3.92 1 10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1 2 技术数据 （1）电枢回路总电阻取 a RR2；总飞轮力矩 2 2 5.2 a GDGD (2)其它参数可参考教材中 “双闭环调速系统调节器的工程设计举例” 的有关数据。 2 （3）要求：调速范围 D=10,静差率%5s；稳态无静差，电流超调量 %5 i ， 空载起动到额定转速时%10 n 。 （1） 要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。 （2） 要求触发脉冲有故障封锁能力。 （二）设计的内容 1 调速

4、的方案选择 （1） 直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号） （2） 电动机供电方案的选择（要求通过方案比较后，采用晶闸管三 相全控桥变流器供电方案） （3） 系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环 系统结构） （4） 确定直流调速系统的总体结构框图。 2 主电路的计算 （可参考 “电力电子技术” 中有关主电路计算的章节） （1） 整流变压器计算。二次侧电压计算；一二次电流的计算；容量 的计算。 （2） 晶闸管元件的选择。晶闸管的额定电压、电流计算。 （3） 晶闸管保护环节的计算。交流侧过电压保护；阻容保护、 压敏电阻保护计算；直流侧过电压保护；晶闸管及整流二 极管

5、两端的过电压保护过电流保护 交流侧快速熔断器的选择； 与元件串联的快速熔断的选择；直流侧 快速熔断器的选择 3 （4） 平波电抗器计算 3 触发电路的选择与校验（可参考“电力电子技术”中有关主电路计 算的章节） 触发电路的种类较多， 可直接选用， 触发电路中元件参数可参照有关 电路进行选用， 一般不用重新计算。 最后只需要根据主电路选用的晶 闸管对脉冲输出级进行校验，只要输出脉冲功率能满足要求即可。 4 控制电路设计计算 主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节和电流检 测环节的设计与计算、调速系统的静态参数计算 5 双闭环直流调速系统的动态设计 主要设计转速调节器和电流调节器。

6、（三）设计提交的成果材料 （1）设计说明书一份，与任务书一并装订成册。 （2）直流调速系统电气原理总图一份。 电动机参数 电气传动又称电力拖动，是以电动机作为原动机驱动生产机械的系统的总 称。它是为了合理地使用电动机，通过对电动机的控制，使被拖动的机械按照某 种预定的要求运行。电气传动系统是将电能转换为机械能的装置，用以实现生产 机械的起动、停止、速度调节以及各种生产工艺过程的要求。 电气传动系统由电动机、控制装置以及被拖动的生产机械所组成。其主要特 点是功率范围极大，单个设备的功率可从几毫瓦到几百兆瓦；调速范围极宽，转 速从每分钟几转到每分钟几十万转，在无变速机构的情况下调速范围可达 1： 4 10000；适用范围极广，可适用于任何工作环境与各种各样的负载。 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，而直流调 速系统又分为开环调速、单闭环调速和双闭环调速等调速方式。其中开环调速的 静差率不高，且只能实现一定范围内的无极调速；而在单闭环调速系统中只有电 流截止负反馈环节时专门用来控制电流的，它不能很理想的控制电流的动态波 形，但双闭环控制