数控机床可控直流电源设计.doc.doc

数控车床可控直流电源设计 设计的目的 本课程设计的任务是培养学生综合运用《电力电子学》、《模拟电子技术》和《电机学》所学知识分析、解决工程或科研实际问题的能力。其目的是巩固学生所学知识的同时，提高学生的专业素质，这对于工科学生贯彻工程思想起到十分重要的作用。 在规定时间内通过分析任务书、查阅收集资料，充分发挥主动性与创造性，在老师的指导下联系实际、掌握正确的方法，理清思路，独立完成课程设计，撰写设计说明书，其格式和字数应符合规定。根据要求设计出实际可行的电路，并计算电路中所用元器件的参数，确定其规格型号；课程设计说明书要求整洁、完备、内容正确、概念清楚、文字通畅，并绘制出相应的电路图，符合规范。 设计的任务及要求 数控车床可控直流电源设计? A 原始数据： P=7.5kW，Ued=220V，Ied=41.3A，n=1000r/min，Ra=0.65Ω，LM=7mH，λ=1.5。 B 设计内容及要求： a) 设计整流电路主电路。 b) 设计变压器参数：U1，I1，U2，I2。 要求考虑最小控制角αmin、电网电压波动、晶闸管管压降和变压器漏抗等因素计算变压器二次相电压值，附主要计算步骤。 c) 整流元件参数的计算及选择：依据参数计算，正确选择器件型号，并附主要参数。 d) 触发电路设计及主要参数的计算，同步电压的选择。 e) 设计保护电路：正确选择电压、过流保护电路，简要说明选择依据；计算保护元件参数并选择保护元件型号。 f) 电抗器的参数设计 四.具体的计算和选择过程 〈一〉.主电路的选择 根据实验要求的原始数据，直流电机的功率P=7.5kW10KW，根据下表，从变压器利用率、直流侧脉动情况、元件利用率、直流磁化、波形畸变及各整流电路应用场合分析，选择单相全控桥式整流电路作为本数控机床可控直流电源设计的主电路。 .整流变压器的设计及计算 相关参数见下表 相关参数表 1变压器二次侧电压有效值的计算 在不考虑最小控制角，电网电压波动，晶闸管管压降和变压器漏感等因素的理想情况时，直流端输出电压为： 所以 2然而，由于整流器负载回路的电感足够大，所以变压器内阻及晶闸管通态压降可忽略不计。在计算整流变压器的参数时，还应考虑以下因素： 最小触发延迟角。在直流输出电压保持恒定的装置中应能自动调节补偿一般可逆系统的取不可逆系统取电网电压波动根据规定电网电压允许波动范围+5%，考虑在电网电压最低时，仍能保证最大整流输出电压的要求，通常电压波动系数b=0.91.05。 漏抗产生的换相压降晶闸管或整流二极管的正向导通压降二次相电压除受上述因素影响外，对电枢电压反馈的调速系统的整流变压器及对转速反馈的调速系统的整流变压器有不同的计算公式，考虑到本设计要求及所给参数，对上述两种情况进行简便计算，即 式中 ------------变压器二次相电压(V); -----------电动机的额定电压(V)，近似为 245; b-------------电网电压波动系数，一般取b=0.901.05; ————————整流电压计算系数; 综上可知，=272。 3整流变压器二次相电流的计算 二次相电流的计算=141.3=41.3 式中 -----------------------二次相电流计算系数; ----------------------整流器额定直流电流(A)， 因串联有电感=41.3。 ---------------电动机额定电流---------------整流器额定直流电流(A)。 一次相电流的计算 ===0.811 =41.3 式中 --------------二次相电流计算系数; ----------------变压器的电压比----------------市网电压220(V)。 考虑到变压器自身的励磁电流时，应乘以=41.31.05=43.4。 k 220V 272V 43.4A 41.3A 1 4变压器容量的计算 一次容量 ==9086 二次容量 ==9086 平均总容量 =9086 式中 ----变压器一二次侧相数------一次相电流计算系数------整流器空载电压； ------二次相电流计算系数------整流电压计算系数额定电压的选择额定电压选择应考虑下列因素分析电路运行时晶闸管可能承受的最大电压值考虑到实际情况系统应留有足够的裕量通常可考虑3倍的安全裕量。可按下列值计算，即 ==962 式中----------晶闸管可能承受的电压最大值 =962 式中 --------晶闸管的电压计算系数--------整流变压器二次相电压(V)。 额定电流的选择倍的安全裕量。