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1、江西理工大学应用科学学院电力拖动综合课程设计专 业：自动化班 级：学 号：姓 名：设计题目： 交流电动机拖动设计-C设计报告格式25分设计内容45分答辩考勤总 计 得 分封面3页面 布 局5目录格式3图 表 质 量4间行距、字体5页眉 页 脚5设计题目 分析5系统控制方案8设备计 算、选 型7电气原理图调节器参数整定或程 序设计101020主电路5控制电路5总图52012年11月、八 、，刖言现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。在这 一系统中可对生产机械进行自动控制。随着近代电力电了技术
2、和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自动化电力拖动正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。以达到高速、优质、高效率地生 产。在大多数综合自动化系统中，自动化的电力拖动系统仍然是不可缺少的组成部分。 另外，低成本自动化技术与设备的开发，越来越引起国内外的注意。特别对于小型企业， 应用适用技术的设备，不仅有益于获得经济效益，而且能提高生产率、可靠性与柔性， 还有易于应用的优点。自动化的电力拖动系统更是低成本自动化系统的重要组成部分。通常把电力电子技术分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。变流技术也称为电力电子器件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路 进行
3、控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术。一、串级调速系统31.1主电路方案的确定31.2系统静态及动态要求41.3串级调速原理及基本类型41.4电动机供电方案的确定 6二、电动机容量校核 82.1最大转差率82.2转子整流器的最大输出电压 82.3最大直流整流电流 92.4最大直流整流电阻 92.5定子电阻92.6电动机额定转矩102.7折算到转子侧的漏抗 10三、整流二极管的选择 103.1整流二极管电压的选择 103.2整流二极管电流的选择11四、逆变变压器的参数计算114.1概述114.2逆变压器二次侧参数的初步计算 114.3逆变变压器计算 14五、硅整流元件及
4、晶闸管的选择 155.1参数计算155.2调速系统的保护15六、平波电抗器电感量的计算 186.1转子直流回路平波电抗器的作用 186.2电感的计算186.3启动方式的确定19七、双闭环控制系统的参数计算 207.1双闭环系统静态参数计算 207.2双闭环系统的动态参数计算21八、系统总体结构设计238.1供电系统的设计结构238.2调节器的设计结构24设计心得25参考文献26交流电动机拖动设计题目某提升机最大负载功率为PL=48kw，调速范围要求d=4,选用晶闸管串级调速双闭 环系统，整流器才用三相桥式整流电路，逆变器采用三相桥式全控电路。要求：1. 选择电机。2. 逆变变压器参数计算。3.
5、 整流电路和逆变电路器件的选型4. 平波电抗器电感的计算晶闸管串级调速的双闭环控制系统一、串级调速系统1.1主电路方案的确定对于交流异步电动机转差功率消耗型调速系统，当转速较低时转差功率消耗较大， 从而限制了调速范围。如果要设法回收转差功率，就需要在异步电动机的转子侧施加控 制，此时可以采用绕线转子异步电动机。常见的绕线转子异步电动机用转子回路串电阻 调速，这种调速方法简单、操作方便且价格便宜，但在电阻上将消耗大量的能量，效率 低，经济性差，同时由于转子回路附加电阻的容量大，可调的级数有限，不能实现平滑 调速。为了克服上述缺点，必须寻求一种效率较高、性能较好的绕线转子异步电动机转 差功率同馈型
6、调速方法，串级调速系统就是一个很好的解决方案。串级调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。 它属于变转 差率来实现串级调速的。与转子串电阻的方式不同，串级调速可以将异步电动机的功率 加以应用（回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上），因此效率高。它能实现无 级平滑调速，低速时机械特性也比较硬。特别是晶闸管低同步串级调速系统，技术难度 小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。1.2系统静态及动态要求若采用双闭环调速系统，则可以近似在电机最大电流（转矩）受限的条件下，充分 利用电机的允许过载能力，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳态转速 后，又可以让电流迅速降低下来
7、，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行，此时 起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的，这是在最大电流（转矩）受到限制 的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统，在系统 中设置了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，这样就可以实现 在起动过程中只有电流负反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到 达稳态转速后，只靠转速负反馈，不靠电流负反馈发挥主要的作用，这样就能够获得良 好的静、动态性能。与带电流截止负反馈的单闭环系统相比，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，转速负反馈起主调作用，系统表现为电流
8、无静差。得 到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面，双闭环系统在起 动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在动态抗扰性能上，表现在具有较强的抗负 载扰动，抗电网电压扰动。1.3串级调速原理及基本类型假定异步电动机的外加电源电压 Ul及负载转矩Kl都不变则电动机在调速前后转 子电流近似保持不变。若在转子回路中引入一个频率与转子电势相同，而相位相同或相 反的附电势Eadd则转子电流为sE - EI 二 sEr - Eadd:.常数（式 1 _ 1）V jR；+（SXr。）2式中：尺：转子回路电阻；SXro :转子旋转时转子绕组每相漏抗；Er0 :转子开路相电势；电动机在正常运
9、行时，转差率 s很小，故Rr SXr0。忽略SXrO有,SEro 一 Eadd 二常数式 1 - 2上式中，Kr0为取决于电动机的一个常数，所以，改变附加电势可以改变转差率S,从而实现调速。设当Eadd = o时电动机运行于额定转速，即n二nn , s二Sn ,由（式1-2）可见, 当附加电动势与转子相电势相位相反时 Eadd （前取负号），改变Eadd的大小，可在 额定转速以下调速，这种调度方式称为低同步串级调速，且附加电势与转子相电势相位 相同时（Eadd前取正号），改变Eadd的大小，可在额定转速以上调速，这种调度方 式称为超同步串级调速（即S Pd本设计采用内反馈串级调速电机及其控制装
10、置技术手册提供的有关数据设计而成。该电机定额为连续定额S1,基本防护等级为IP23，基本冷却方法为IC01,基本结构和 安装方式为IBM3o控制电机型号JRNT1512-4最高/最低转速1480/690r/mi n额定功率48kW效率95%定子电压/电流380V/85.9A功率因数0.87转子电压/电流340V/81A控制装置型号JC4-800A/800V表1-1绕线式异步电动机由于调速范围小，且对动、静态性能有一定性能要求，选用晶闸管串级调速双闭环 调速系统比较合适。整流器采用三相桥式全控整流电路。、电动机容量校核2.1最大转差率smaxni - nminni式中：ni :电动机的同步转速，
11、近似等于电动机的额定转速;nm i n串级调速系统的最低工作转速;D :调速范围D=4d max-3K UV E r 0 1 -2.2转子整流器的最大输出电压型号KitKutKuvKivKilK stKlk二相带中线0.367血0.670.5770.4721.3510.866三相桥0.36742.1.350.8150.8161.0520.5双三相桥串联0.3672.70.8161.5781.0340.36 0.52双三相桥并联0.1841.350.4180.7891.0310.26 0.32表2-1变流器主电量计算系数式中：Er0 :转子开路相电势；Kuv :整流电压计算系数，见表2-1;则4钿二】出曲4*(1-%=344. 252
