双闭环直流调速统研发设计方案.docVIP

PAGE PAGE 17 直流调速系统设计 第一章 主电路设计与参数计算 调速系统方案的选择： 由于电机上网容量较大，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A/D联结。 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。出现故障电流时过电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，宜采用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。为保证先加励磁后加电枢电压，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 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D/Y联结。 1.1整流变压器的设计 1.1.1变压器二次侧电压U2的计算 U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角α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： （1-1） 式中A--理想情况下，α=0°时整流电压Ud0与二次电压U2之比，即A=Ud0/U2；B--延迟角为α时输出电压Ud与Ud0之比，即B=Ud/Ud0； ε——电网波动系数； 1～1.2——考虑各种因数的安全系数； 根据设计要求，采用公式： (1-3) 由表查得 A=2.34；取ε=0.9；α角考虑10°裕量，则 B=cosα=0.985 ，取U2=120V。 电压比 K=U1/U2=380/120=3.2。 1.1.2 一次、二次相电流I1、I2的计算 由表查得 KI1=0.816, KI2=0.816 考虑变压器励磁电流得： ,取14A 1.1.3变压器容量的计算 S1=m1U1I1； （1-4） S2=m2U2I2； （1-5） S=1/2(S1+S2)； （1-6） 式中m1、m2 --一次侧与二次侧绕组的相数； 由表查得m1=3，m2=3 S1=m1U1I1=3×380×14=15.6KVA S2=m2U2I2=3×110×44.9=14.85 KVA S=1/2(S1+S2)=1/2（15.6+14.85）=15.3KVA 考虑励磁功率=220×1.6=0.352kW，取S=15.6kvA 1.2晶闸管元件的选择 1.2.1晶闸管的额定电压 晶闸管实际承受的最大峰值电压，乘以（2～3）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压，即 =（2～3） 整流电路形式为三相全控桥，查表得，则 （3-7） 取 1.2.2晶闸管的额定电流 选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值[8]，即 =1.57 或 ==K （1-8） 考虑（1.5～2）倍的裕量 =（1.5～2）K （1-9） 式中K=/（1.57）--电流计算系数。 此外，还需注意以下几点： ①当周围环境温度超过+40℃时，应降低元件的额定电流值。 ②当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低元件的额定电流值。 ③关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。 由表查得 K=0.368，考虑1.5～2倍的裕量 （1-10） 取。故选晶闸管的型号为KP50-7晶闸管元件。(可用3CT107替换)。 1.3直流调速系统的保护 晶闸管有换相方便，无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。 1.3.1过电压保护 以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压