10kw直流电动机不可逆调速系统课程设计报告.doc

《电力电子技术》 课程设计报告 题 目：10kw直流电动机不可逆调速系统 2013年6月8日至2013年 6 月21日 华中科技大学武昌分校制 《电力电子技术》课程设计任务书 一、设计题目 10kw直流电动机不可逆调速系统 二、设计主要内容 完成10kw直流电动机不可逆调速系统的设计，电机的具体技术数据为： 　 直流电动机：型号：Ｚ3－71 　 额定功率PN=10KW 　 额定电压UN=220V 额定电流IN =55A 　 转速nN =1000r/min 极数2P=4 　 电枢电阻RN =0.5Ω 电枢电感LD =7mH 　 励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A 主要设计内容： （1）确定总体调速方案； （2）选择主电路并进行参数计算； （3）励磁电路确定及参数计算； （4）触发电路选择与分析； （5）绘制系统电路图； （6）编写设计说明书。 三、原始资料 主电路选择与参数计算 （1）主电路选择原则 （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 保护电路元件参数计算 平波电抗器电感量计算 励磁电路设计重点说明 （1）励磁电路选择原则. （2）励磁电路设计时要遵循先加励磁后加电枢电压的原则，同时要设有弱磁保护。 （3）参数计算包括： 整流二极管的参数计算 弱磁保护元件选择 触发电路设计重点说明 （1）为使线路简单，工作可靠，装置体积小，要求选用KJ004组成的六脉冲集成触发电路。 （2）设计说明包括： 芯片关键引脚的作用 KJ041输入输出脉冲关系图 触发电路输出端与主电路晶闸管联接图 系统总体设计框架 系统电路图四、要求的设计成果 1、根据控制要求，设计主电路及控制电路，实现电路及设备的保护，选定所需的电气元件，并对系统（或类似系统）进行仿真得到正确的仿真结果； 2、提交设计说明书和一份控制系统原理图。 五、进程安排 课程设计内容 学时 分配 下达设计任务；查阅资料；与指导老师讨论拟定设计方案 1天 计算、设计，将编制好的电路图交给指导老师检查，并按照老师要求进行修改。 5天 撰写课程设计说明书、提交说明书 2天 答辩 1天 合计 9天 六、主要参考资料 [1] 黄俊．．：2010．．．：2010．[3] 陈伯时．．北京：． [] 王忠礼．Matlab —在电气工程与自动化专业中的应用．北京：出版社．[5] 陈定明．电机与控制．北京：高等教育出版社，2009． 1. 课程设计目的 通过对直流电动机不可逆调速系统的设计，巩固和提高学过的电力电子技术、电机学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. 课程设计要求 2.1技术数据与要求 技术数据： 直流电动机： 型号：；额定功率； 额定电压；额定电流； 转速；极数； 电枢电阻；电枢电感； 励磁电压；励磁电流。 要求：调速范围，静态率，电流脉动系统。 2.2设计内容 （1）确定总体调速方案； （2）选择主电路并进行参数计算； （3）励磁电路确定及参数计算； （4）触发电路选择与分析； （5）绘制系统电路图； （6）编写设计说明书。 3. 设计内容 3.1 调速系统方案的选择 由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控制整流电路供电方案。 电动机额定电压为，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低。为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰，主变压器采用联接。 因调速精度要求较高，故选用转速负反馈调速系统。采用电流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控桥式整流电路供电，电源可从主变压器二次侧引入。为保证先加励磁后电枢电压，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。 直流调速系统框图如图1所示。 图1 直流调速系统框图 3.2 主电路计算 3.2.1 整流变压器计算 ⑴的计算 是一个重要参数，现在过低，无法保证输出额定电压。选择过高，又会造成延迟角加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算即 （3-1） 式中，——理想情况下，时整流电压与二次电压之比，即； ——控制角为时，输出电压与之比，即； ——线路连接方式系数； ——电网波动系数，通常取； ——整流电路输出电压最大值； ——主电路电