电力电子课程设计--10kw直流电动机不可逆调速系统

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1、 1 电力电子技术电力电子技术 课程设计报告课程设计报告 题目：题目：10kw 直流电动机不可逆调速系统直流电动机不可逆调速系统 2 目录目录 一、设计说明一、设计说明 .3 1 设计目的. 3 2 设计要求. 3 2.1 技术数据与要求 3 2.2 设计内容. 3 二、正文二、正文 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 1 控制方案的选择 4 2 主电路的设计及原理 4 3 主电路的计算 6 3.1 整流变压器的计算 6 3.2 晶闸管元件的选择 7 3.3 电抗器的参数计算 8 3.4 励磁电路元件的选择 9 4 保护环节原件的分析、计算与选择. 9 5 触发装置的选择与同步变压器的连接

2、. 12 6 电路整体工作情况的分析. 14 课程课程总结总结 . 15 参考文献参考文献 . 15 元件清单元件清单 . 16 3 一、一、设计说明：设计说明： 1 设计目的设计目的 通过对直流电动机不可逆调速系统的设计， 巩固和提高学过的基础知识和专业知识， 提 高运用所学的知识进行独立思考和综合分析、 解决实际问题的能力， 培养掌握正确的思维方 法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。 2 2 设计要求设计要求 2.1 2.1 技术数据与要求技术数据与要求 直流电动机技术数据： 型号 Z371 额定功率 Pn=10kw 额定电压 Un=220v 额定电流 In=55A 转速 nn=10

3、00r/min 极数 2P=4 电枢电阻 Ra=0.5 电枢电感 LD=7mH 励磁电压 UL=220v 励磁电流 IL=1.6A 要求： 调速范围 D=10；转差率 S5%；电流脉冲系统 Si10% 2.2 2.2 设计内容设计内容 221 确定控制方案、对整流方式、触发电路类型、进行分析比较，并做出正确选择 222 对所选的电路进行计算分析 1）整流变压器 2）晶闸管元件的选择 3）保护环节原件的分析、计算与选择 交流侧 支流侧 变流器 223 触发装置的选择 1）触发装置的选择与比较 2）触发装置的工作原理分析 224 电路整体工作情况的分析 4 二、正文二、正文 1 1 控制方案的选择

4、控制方案的选择 由于电动机的容量大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控桥式整流电路供电方案。 电动机的额定电压为 220v，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低。为 避免三次谐波电流流入电网和方便的到零线，主变压器应采用三角型-星型联接。 因调速精度要求较高， 故选用转速负反馈调速系统。 采用电源截止负反馈进行限流保护， 出现故障电流时由过流继电器切断主电路电源。 为了使线路简单，工作可靠，装置体积小，宜选用 KJ004 组成的六脉冲集成触发电路。 该系统采用减压调速方案， 故励磁应保持恒定。 励磁绕组采用三相不可控桥式整流电路， 电源可从主变压器二次侧引入。 为保证先加励磁后电

5、枢电压， 主接触器主触点应在励磁绕组 通电后方可闭合，同时设有弱磁保护环节。总体设计框架如下图 1 所示： 图 1：总体设计框架图 2 2 主电路的设计及原理主电路的设计及原理 三相桥式全控整流电路的原理： 一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般 1、 3、5 为共阳极，2、4、6 为共阳极。 （1）2 管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各 1 个，且不能为同 1 相器件。 （2）对触发脉冲的要求： 1）按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6-VT1的顺序，相位依次差 60。 2）共阴极组 VT1、VT3、VT5 的脉冲依次差 120，共

6、阳极组也依次相差 120。 3）同一相的上下两个桥臂，即 VT1 与 VT4，VT3 与 VT6，VT5 与 VT2 脉冲相差 180。 （3）Ud 一周期脉动 6 次，每次脉动的波形都一样，故该电路为 6 脉波整流电路。 5 （4）需保证同时导通的 2 个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发（脉 冲宽度大于 60，一般取 80-100） ，一种是双脉冲触发（常用） ，即用两个窄脉冲代替 宽脉冲，两个窄脉冲的前沿相差 60，脉宽一般为 20-30。 （5） 晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同， 晶闸管承受最大正反电压的关系也相同。 晶闸管及输出整流电压的情况如下表 1 所示： 时段 共阴 极组中导通 的晶闸管 VT1 VT1 VT3 VT3 VT5 VT5 共阳 极组导通的 晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6 整流 输 出 电 压 ud ua-ub =uab ua-uc =uac ub-u