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1、 内蒙古科技大学 矿业与煤炭学院毕 业 设 计（论文）专 业 电气自动化技术学生姓名 安 健 毕 业 设 计 任 务 书 机电工程 系 电气自动化专业 11-2 班学生姓名： 安 健 毕业设计题目： 某机械厂65KW晶闸管串级调速系统设计 开题日期：2014年2月25日 设计期限：2014年3月10日至2014年6月8日 指导教师： 王振芳 教研室主任：张 博 系主任：张 博2014年6月8日内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计（论文）答辩成绩评定记录内蒙古科技大学矿业与煤炭学院电气自动化技术专业毕业设计（论文）答辩委员会于 年 月 日审查了专业学生安 健的毕业设计（论文）。 设计（论文）题目
2、： 某机械厂65KW晶闸管串级调速系统设计 设计（论文）专题部分： 设计（论文）说明书共43 页，设计图纸2张。 指导教师： 王振芳 评阅人： 毕业设计（论文）答辩委员会意见： 成 绩： 矿业与煤炭学院 专业答辩委员会 主任委员： （签字） 日 期： 指导教师评语：指导教师： 职称： 工作单位： 年月日内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 摘 要 串级调速系统是在转子回路中串入附加电动势，通过改变转差率来实现调速。串入附加电动势而增加的转差功率，回馈给电网或者回馈到电动机轴上使系统有较高的运行效率。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
3、难度小，性能比较完善2。本设计介绍了一种双闭环控制的串级调速系统，对系统的工作原理、组成及动态结构作了较为详细的论述，分析了交流串级调速系统工作时的主要特征，并据此对其与正常接线或转子回路串电阻调速时的效率做了一般性的定性分析和比较。针对传统串级调速系统总功率因素低这一主要缺点. 分析了一种转子侧加短路开关的串级调速系统。转子侧加短路开关的串级调速系统因能充分利用电机自然工作状态功率因数高的特性，在带恒转矩负载时功率因数有一定程度的提高 。本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路和闭环系统确定下来后，对电路各元件参数的计算和器件选型，包括逆变变压器、整流元件、平波电抗器
4、、保护电路以及电流和转速调节器参数计算，从而达到设计要求。关键词：串级调速 、闭环控制、功率因数、整流电路、逆变 I内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） AbstractThe cascade velocity modulation system is the string enters the additional EMF in the rotor return route, changes the sliding to realize the velocity modulation.The string electrical network or the back coupl
5、ing to the electrically operated engine shaft on enable the system to have the high operating efficiency. It can realize the step less smooth velocity modulation, when the low speed the physical characteristics quite is also hard. The thyristor low synchronization cascade velocity modulation system,
6、 the technical difficulty is specially small, the performance quite is perfect. This design introduced one kind of double closed-loop control cascade velocity modulation system, to the system principle of work, the composition and the dynamic structure has made a more detailed elaboration, has analy
7、zed time the exchange cascade velocity modulation system work main characteristic, according to the above and has made the general qualitative analysis to it with the normal wiring or time the rotor return route string resistance velocity modulation efficiency and compares. Because the rotor side ad
8、ds the shorting contact switch the cascade velocity modulation system to be able fully to use the electrical machinery nature active status power factor high characteristic, when belt permanent torque loading the power factor has certain degree enhancement.This design report first the basis design r
9、equest determination velocity modulation plan and the main circuit structure pattern, after the main circuit and the closed-loop system determine, including rectification transformer,rectifier cell, protection circuit as well as electric current and rpm control parameter computation, thus meets the
10、design requirements.Key words：cascade velocity modulation、closed-loop control、 power factor、rectifying circuit、contra-variantII内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 目 录摘 要IAbstractII目 录III1 绪 论11.1本课题研究的意义和目标11.2毕业设计(论文)研究内容、拟解决的主要问题2 1.3本课题国内外研究动态及意义31.4国内外的研究现状42 调速系统方案的确定63 串级调速的基本原理74 主电路设备和元器件的计算与选择104.1电动
11、机的选择104.1.1容量的选择104.1.2电动机的校验104.2逆变变压器参数计算与选择144.3晶闸管及转子侧整流元器件的计算与选择154.4平波电抗器的计算164.5起动方式确定164.6调速装置的保护164.6.1过电压保护174.6.2过电流保护214.7系统功率因数的改善225 控制回路单元电路的选择235.1电流闭环元件的选择235.2 转速检测环节的选择256 调节器的工程设计276.1双闭环系统的稳态系数计算276.2双闭环系统的动态参数计算297 系统的调试及运行40结论41参 考 文 献42致谢43III内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 1 绪 论十几
12、年前，串级调速作为一种高效率的交流无级调速曾经盛行一时，随着近代变频调速的兴起，串级调速日渐萧条，被误认为是落后的调速技术。串级调速真的比变频调速逊色吗？实际上，串级调速在效率、机械特性等本质方面，和变频调速几乎是完全一致的，而且高压串级调速的经济性明显优于变频调速。尤其在高压大容量风机泵类节能方面，串级调速的某些优势表现的更为明显。 如何评价交流调速技术的优劣，不同的需求有不同的标准。但普遍的共识是： 效率高； 调速平滑即无级调速； 调速范围宽；调速产生的负面影响（如谐波、功率因数等）小；成本低廉。 交流电动机，特别是鼠笼式异步电动机与直流电动机相比具有一些突出的优点：制造成本低；重量轻；惯
13、性小；可靠性和运行效率高；维修工作量小；能在恶劣的甚至在有易燃易爆性气体的环境中安全运行。这些与现代调速系统要求的可靠性、可用性、可维修性相一致。但同时交流电动机本身是一个非线性、强耦合的多变量系统，其可控性较差。而随着电力电子技术和自动控制技术的迅速发展以及各种高性能的电力电子器件产品的出现，为交流调速系统的发展创造了有利条件。特别是70年代初出现的矢量变换控制技术以及在矢量变换基础上相继出现的磁通反馈矢量控制、转差型矢量控制、直接转矩控制等实用系统，大大推进了交流传动控制技术的发展。这些新型的交流传动控制技术与高性能的变频器相结合，就有可能使利用交流电动机构成的交流伺服系统在性能上与高精度的直流伺服系统相匹配。特别
