晶闸管直流电动机不可逆调速系统设计.doc

课程设计任务书 一、课题 晶闸管直流电动机不可逆调速系统设计 二、设计意义及目的 通过课程设计，一方面是学生对本课程所学内容加深理解，另一方面让学生熟悉工程设计的过程、规范和方法，能正确查阅技术资料、技术手册和标准，培养学生工程设计能力。 三、设计技术数据及要求 1. 直流电机额定数据：PN=KW，UN=0V，IN=A，nN=100r/min。 2. 主电路中，晶闸管要有过电压、过电流及抑制其正向电压上升率、正向电流上升率的保护电路。 3.选择合适的晶闸管触发电路。 四、设计内容 1.系统调速方案的确定。 2.主电路的选择与计算： a.整流变压器次级电压的计算，整流变压器次级电流及变压器容量的计算； b.电枢整流桥路中晶闸管额定电压和额定电流的计算,以及晶闸管型号的确定。 C. 电枢电感的计算，整流变压器漏电感的计算。 3.主电路中各种保护电路的选用及元件参数计算。 五、设计任务 1、设计任务书 2、摘要 3、目录 4、整流装备方案的选择 5、系统设备（元件）的选择与效验 6、参考文献 7、后记（收获和体会） 六、主要参考资料 《电力电子技术》黄家善 机械工业出版社 《电力拖动自动控制系统》 陈伯时 机械工业出版社 七、时间： 二周 摘要 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，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—电动机调速系统（简称V-M系统），和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。 本文首先明确了设计的任务和要求，在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速原理后依次对晶闸管相控整流调速系统的主电路，保护电路，检测电路和触发电路进行了设计，并且计算了相关参数。 最后给出了这次设计的心得体会，参考文献和系统的电气总图。 目 录 设计任务及要求 Ⅰ 摘要 Ⅲ 第一章 晶闸管直流电动机不可逆调速系统概述 1 第一节 双闭环直流调速系统的组成 1 第二节 双闭环直流调速系统的静特性 3 第二章 系统主电路原理分析 4 第一节 晶闸管直流电动机不可逆调速系统原理 4 第二节 总体方案 5 第三节 三相桥式全控整流电路 7 第三章 系统参数计 8 第一节 整流变压器参数计算 8 第二节 晶闸管参数计算 9 第三节 其他参数计算 10 第四章 保护电路 11 第一节 过电压保护 11 第二节 过电流保护 14 第五章 系统控制电路设计 16 第一节 信号检测电路设计 16 第二节 系统调节器 16 第三节 触发电路 17 后记 20 参考文献 21 附录 ：电气原理总图 22 第一章 晶闸管直流电动机不可逆调速系统概述 直流调速系统通过调节控制电压Uc就可改变电动机的转速。当负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高，采用开环系统就能实现一定范围内的无级调速。但是，对静差率有较高要求时，开环调速系统往往不能满足要求。这时就要采用闭环调速系统。采用PI调节的单个转速闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差。但是，如果对系统的动态性能要求较高，例如：要求快速起制动，突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足需要。这是就要考虑采用转速、电流双环控制的直流调速系统。 第一节 双闭环直流调速系统的组成 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流。二者之间实行嵌套（串联）联接。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。这就形成了转速、电流双闭环调速系统。 为了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。两个调节器的输出都是带限幅作用的，转速调节器ASR的输出限幅电压Uim＊决定了电流给定电压的最大值，电流调节器ACR的输出限幅电压Ucm限制了电力电子电换器的最大输出电压Udm。转速、电流双闭环直流调速系统的原理框图如图2.1所示： 图2.1 转速、电流双闭环直流调速系统原理框图 ASR—转速调节器，ACR—电流调节器，TG—测速发电机，TA—电流互感器，UPE—电力 电子变换器，Un＊—转速给定电压，Un—转速反馈电压，Ui＊—电流给定电压，Ui—电流反馈电压。 第二节 双闭环直流调速系统的静特性 双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差，这时转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到Idm时，对应于转速调节气的饱和输出Uim＊，这时电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。 双闭环直流调速系统的静特性如图2.2所示： 图2.