6.1KW直流电动机不可逆调速系统设计.docVIP

题目：6.1KW直流电动机不可逆调速系统 设计方案 某生产机械负载功率Pl=6.1千瓦，最大冲击负载功率不大于10千瓦，最高转速nl=3000转/分，系统要求调速范围D=10，静差率小于等于5%，拟用直流电动机拖动，设计一套晶闸管-电动机不可逆调速系统以满足生产机械的需求。 二、 电机的选择 依据P1=6.1千瓦，nl=3000转/分 要求满足 1、弱磁转速生产机械最高转速 2、额定功率*过载能力最大冲击负载功率 3、额定功率生产机械功率。 由=(1.1～1.3)= (1.1～1.3)*6.1=(6.71～7.93) KW 故取=7.5 KW 通过查产品目录选择Z4-112/2-2型号电动机，额定功率为P1=7.5千瓦UN=220伏，IN=39.5安，弱磁转速nN=3100转/分，最高转速n=3600转/分，电枢电阻R=0.189欧，励磁功率为390瓦，电枢电感3.2mH，磁场电感19H，过载能力2，效率83.2%，惯性矩GD^2=0.088㎏.㎡直流电动机。 三、 电动机供电方案 与变流机组相比，晶闸管可控整流装置无噪声，无磨损，响应快，体积小，重量清，投资省；而且工作可靠，功耗小，效率高，因此采用晶闸管可控整流装置供电。 由于电动机小（仅3.7KW），故选用单相整流电路。又因是不可逆系统，所以可选用单相桥式半控整流电路供电。为省去续流二极管在一侧的方案。 电动机的额定电压为220V，若用电网直接供电，会造成导通角小，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。 四、 反馈方式选择 因调速指标D=10 静差率小于等于5% △nN=（nNS）/[D（1-S）] =（3100*0.05）/（10*0.95） =16.31转/分 采用电压反馈方案时 △nN={R1/[CEΦ（1+K）]}Id+Ra/ CEΦId CEΦ=(uN- IN Ra)/ nN =[220-(39.5*0.189)]/3100 =0.068 (Ra/CEΦ) Id =(0.267/0.069)*29.4 =109.78转/分 已经远远大于调速指标16.31转/分因此加上电流正反馈补偿，为实现高速启动还必须加上电流截止环节。 五、直流调速系统框图 直流调速反馈系统 六、主电路的计算 晶闸管整流电路 1、整流变压器的计算 U2=（1～1.2）Ua/AεB 查表得 A=0.9 B=1 ε=0.9 U2=（1～1.2）220/0.81 =（271.605～325.926）伏 取U2=300伏 电压比 K=U1/U2 =220/300 =0.733 1） 一次电流I1和二次电流I2的计算 KI1=1.11 KI2=0.11 I1=1.05 KI1 Id/K =1.05*1.11*39.5/0.733 =62.80 A I2= KI2 Id =1.11*39.5 =43.84 2）变压器容量计算 S1=U1I1 =220*62.80 =13861 VA S2=U2I2 =300*43.84 =13152 VA S=（S1+S2）=30 A 故选KP30-12晶闸管元件 3) 晶闸管保护环节的计算 交流侧过电压保护 C=6*I%S/U2 =6*10*13484/（300*300） =8.98 μF 耐压=1.5Um =1.5*1.414.300 =636.3 V 根据电器技术手册选8.9 uF、耐压700V的标准电容 R=2.3*U2/S* =2.3*（300*300）/13484 =10.86欧 取R=15欧 Ic=2*3.14/Uc*10^-6 =6.28*50*8.9*300*10^-6 =0.84 A PR=(3～4)Ic^2R =（3～4）*0.84^2*15 =28.8～38.4 W 根据电器技术手册选15欧、30瓦的标准电阻 1） 直流侧过压保护 UimA=(1.8～2)UDC =(1.8～2)*220=(396～440)v U=（1.1～1.5）UM =（1.1～1.5）*1.414*300 =466～636 故选C为0.2UF、700V、CJ金属化纸介质电容器 4)过流保护 交流侧快速熔断器选择。由于I=I2=32.634 A IT=I/1.414 =43.84/1.414 =31.0 A 根据技术手册选标准RLS-50的熔断器，容体电流为35A 4．励磁电路的选择 由于该系统采用减压调速，励磁不变，故励磁绕组采用单相桥式可控整流电路供电，与主电路共用同一电源，因为励磁功率较小（390W），一般只需适当考虑主变压器留一定余量，不重新计算。 整流二极管的