10KW直流电动机不可逆调速系统_电力拖动自动控制系统课程设计

交、直流调速课程设计

2004级电气工程专业电力拖动自动控制系统课程设计第五组课程设计

题目：10KW直流电动机不可逆调速系统课程：电力拖动自动控制系统专业：电气工程及其自动化指导老师：华*

组员：郑** 李** 张** 江*

日期：2007年12月24日星期一

课题：10KW直流电动机不可逆调速系统

一、技术数据: 直流电动机：

型号：Z3 —71、额定功率P N=10KW、U N=220V、额定电流I N =55A

A N =1000r/min、极数2P=4、电枢电阻 R N =O.5Q、电枢电感 L D =7mH

励磁电压U L=220V、励磁电流I L=1.6A。

、要求

调速范围D=1O、S<=15%、电流脉动系数S < 10%、设计中几个重点说明

、主电路选择与参数计算

1、主电路选择原则：一般整流器功率在4KW以下采用单向整流电路，4KW 以上米用三相整流。

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、保护电路的说明，参数计算与元件选择，平波电抗器电感量计算。

1.1直流电动机

型号：Z3 —71、额定功率P N=10KW、额定电压U N=220V、额定电流I N =55A

转速n N=1000r/min、极数2P=4 电枢电阻R N=O.5Q、电枢电感L D =7mH

励磁电压U L=220V、S<=15%、励磁电流I L=1.6A。

1.2电动机供电方案

据题意采用晶闸管可控整流装置供电。

本设计选用的是中直流电动机，可选用三相整流电路。又因本系统设计是不可逆系统，所以可选用三相半控桥整流电路。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。

题中对电流的脉动提出要求，故使用增加电抗器。

反馈方式选择原则应是满足调速指标要求的前提下，选择最简单的反馈方

案。

1.3反馈方式的选择

负载要求D = 10, S < 15%，贝U 系统应满足的转速降

1000 0.15

r/m in 17.647r/m in (1 0.15)

图1直流调速系统框架图

1.5主电路计算 1.5.1 U2的计算

U

2

其中: A :电路参数 0.4 1.17 2341 B :

电网电压波动系数 0.9-1.05 E ：安全裕量I

n N

S

n N D(1 s)

10

电动系数：

C

U N

I N

R a

n

N

220 55

O.5

0.1925

1000

该直流电动机固有转速降

I N

R a

55 0.5

nN

'

N

z ------------- r/min 142.857r/min ? 17.647r /min

nN

C

故采用电压闭环控制系统，控制系统电压放大倍数

4 1 空7

5 1 7.096

KU

n N 17.647

1.4直流调速系统框架图

A 0.9,B

1,取 = 0.9 贝9

系统框架图如图1所示:

220

--7 271.6 ~ 325.925V ，取 U 2

= 300V

竺 0.733

300

已知全波整流电路中

K |1

K

f

1

.11，K i

1

.11

I 1

1.05K I I d/K 1.05 1.11 55/ 0.733A 87.45A I 2

K I I d

1.11 55A 60.05A

1.5.3变压器容量的计算

图2晶闸管电路

1.6晶闸管元件的选择 1.6.1晶闸管的额定电压

U

TN

(2 ~ 3)U m (2 〜3)72 30CV 848.528~1272.79V ，取U TN

1.6.2晶闸管的额定电流

I T

(AV )讣 2)4 讣 2)%

(1.5〜2)殓 A 37.156~49.542A

I T (AV )

1.57

1.57 1.57

取

I

T(AV)

50A

U 2 (1~1.2)

0.9 1 0.9

电压比：

1.5.2 —次电流11和二次电流 12的计算

S U 1

I 1

220 87.45VA 19239VA ,

S 2

U 2

I 2

300 60.05VA 18015VA 1 1

S 2(S 1

S 2

)-(

19239 18015

)VA

晶闸管整流电路如图2所示：

18.627kVA

〜20 ____ T ~300V

nVAq —a

^

L AM 一

铝S £R

卒

不

FU

FU

土2鉢$ 丁 []FU

T

C R

HI —o-

RV

C R Hh-O-

RV

C R

Hh-o-

RV

2咎

[]FU

T R Z&ZS H R Z\Z

T C

[]FU TU FU

FU

1200V 。