【正文】 可以這樣來調(diào)整：先轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)速反饋電位器，跳定在一個位置，既有一定反饋強度；然后增加給定電壓，將電動機轉(zhuǎn)動起來，測量電動機轉(zhuǎn)速?？上葯z查晶閘管的控制極有無脈沖。對于電感負載，脈沖移相范圍為 0o～ 90o，而三相橋 α 角計算起點為相電壓交點，以1n 晶閘管為例，既 U 相電壓過零點后移 30o，故 1n 晶閘管移相范圍對應(yīng) U 相電壓 30o～ 120o。轉(zhuǎn)速可通過測量測速發(fā)電機輸出電壓獲得，根據(jù)電動機在額定轉(zhuǎn)速時測速發(fā)電機輸出電壓為 20V，故選用 30V、 59C5V 型直流電壓表改裝的轉(zhuǎn)速表，滿量程為 1500 日 /min。由于 ? 點是虛地，故 01id CUURR?? （ 59） 式中， 334RRR?? ? — 分壓電路的分壓系數(shù)。 圖 42 同步變壓器的連接 32 5 反饋電路參數(shù)的 選擇與 計算 轉(zhuǎn)速與電流負反饋環(huán)節(jié)如圖 21 所示。 設(shè)電路正常工作狀態(tài)通過快速熔斷器的電流有效值為 RI ，則應(yīng)按下式選擇 R R N 7I I I?? （ 328） 式中， TaI 為晶閘管的通態(tài)額定電流。 可選用 1 mA 200VU ? 的金屬氧化物壓敏電阻。當快速熔斷器熔斷或直流快速開關(guān)切斷時，因直流側(cè)電抗器釋放儲能，會 在整流器直流輸出端造成過電壓。 最終，取平波電抗器 P 20mHL ? 。直流電動機負載需要的只是直流分量，交流分量不但不能產(chǎn)生有用的能量轉(zhuǎn)換，而且對負載運行十分不利。記為 rU?? ，在額定工作條件下，一般取為（ %～ %） UdN。比較電壓 U 可以利用獨立的電源，在反饋電壓 dsIR和比較電壓 U 之 15 間串接一個二極管 VD 組成電流負反饋截止環(huán)節(jié)，如圖 22(a)所示；也可以利用穩(wěn)壓管 VST 的擊穿電壓 brU 作為比較電壓，組成電流負反饋截止環(huán)節(jié)，如圖 22(b)所示。 （ 1）起動的沖擊電流。 本 次畢業(yè)設(shè)計要求 設(shè)計一個 可調(diào)傳動 直流控制系統(tǒng)。 生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母 D 表示，即 maxminnD n? （ 13） 其中 minn 和 maxn 一般都指電機額定負載時的轉(zhuǎn)速，對于少數(shù)負載很輕的機械，例如精密磨床，也可用實際負載時的轉(zhuǎn)速。 直流斬波器的基本結(jié)構(gòu)圖，如圖 13（ a） 所示。直流發(fā)動機機組的結(jié)構(gòu)原理圖，如圖 7 11 所示。使電樞供電電壓 dU 下降，則電動機轉(zhuǎn)速 n 下降，由于電動機繞組絕緣有限，電動機電樞電壓不能高于額定電壓 NU ，所以是降壓調(diào)速，Nnn? ，適用于額定轉(zhuǎn)速以下一定范圍 內(nèi)的無級調(diào)速的場合。 3 目錄 1 緒論 課題現(xiàn)狀、目的和意義 直流調(diào)速方法及發(fā)展歷史 直流電動機調(diào)速方法 直流調(diào)速發(fā)展過程 本設(shè)計涉及主要性能技術(shù)指標 轉(zhuǎn) 速控制要求 主要性能指標 本 次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容及要求 2 調(diào)速系統(tǒng) 方案的選擇及其 工作原理 調(diào)速系統(tǒng)方案的確定 調(diào)速系統(tǒng)的工作原理 問題的提出 解決方法 帶截流反饋的轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)工作原理 3 調(diào)速系統(tǒng) 工程設(shè)計的基本內(nèi)容 主電路計算 整流變壓器額定參數(shù)計算 晶閘管的選擇 平波電抗器參數(shù)計算 整流設(shè)備保護電路計算 過電壓保護 過電壓保護的設(shè)置 阻容保護及參數(shù)計算 換相過電壓保護及參數(shù)計算 非線性元件保護及參數(shù)計算 過電流保護 4 過電流保護裝置 快速熔斷器的選擇及參數(shù)計算 過電流繼電器的選擇 勵磁電路元件的選擇 4 觸發(fā)電路的選擇與校驗 5 反饋電路參數(shù)的 選擇與 計算 測速發(fā)電機的選擇 電流反饋環(huán)節(jié)的選擇 調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)精度的計算 給定環(huán)節(jié)的選擇 控制電路的直流電源 6 繼電器 接觸器控制電路設(shè)計 7 10kW 直流 調(diào)速系統(tǒng)電氣原理總圖 8 結(jié)構(gòu)設(shè)計 9 調(diào)試、修改電路參數(shù) 首先檢查接線是否正確，布線是否合理 相序檢查 檢查同步電壓與主電路電壓的相位關(guān)系 放大器的檢查 觸發(fā)電路的調(diào)整 電阻性負載的調(diào)試 電動機負載調(diào)試 1 緒論 5 課題現(xiàn)狀、目的和意義 在用電系統(tǒng)中，電動機作為主要的動力設(shè)備而廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技及社會生活等各個方面。電動機 +控制裝置 =電力傳動自動控制系統(tǒng)。適用于額定轉(zhuǎn)速以上的小范圍內(nèi)無級調(diào)速場合。 （ 2） 晶閘管可控整流器（ VM 系統(tǒng) ） 。 為了節(jié)能，并實行無觸點控制，現(xiàn)在多用電力電子開關(guān)器件，如快速晶閘管、GTO、 IGBT 等。對于同樣硬度的特性，理想空載轉(zhuǎn)速越低時，靜差率越大，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定度也就越差。 13 2 調(diào)速系統(tǒng) 方案的選擇及其 工作原理 調(diào)速系統(tǒng) 方案的確定 由于電動機 的容量較大，又要求電流的脈動小，故選用三相全控橋式整流電路供電方案。例如，由于故障 、 機械軸被卡住或挖土機運行時碰到堅硬的石塊等等。 （ 1）當 d dcrII? 時，電流負反饋被截止，靜特性和只有轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性式相同 【 1】 *p s n dee(1 ) (1 )K K U RIn C K C K???? (23) （ 2）當 d dcrII? 時，引入了電流負反饋，靜特性變成 *p s n c o m p s s dee( ) ( )(1 ) (1 )K K U U R K K R In C K C K???? (24) 16 圖 24 帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 這樣的兩段式靜特性常稱作下垂特性或挖土機特性。 將上述數(shù)據(jù)代入式（ 35）可得 2cum in20%2 . 3 4 c o s 2 . 3 4 c o s1002 2 0 2 0 . 8 0 . 5 552 . 3 4 0 . 9 5 c o s 2 5 1 . 5 1 . 1 71001 1 6 . 1 3 Vd s Tkg x gU n U UUupK K KS? ? ?? ? ?????? ? ??? ? ? ? ?? 可取 2 110VU ? 。 由表 31 可查得常見整流電路最大的 2amUU。 這里主要 說明 過電壓和過電流保護的方法 及計算 。 換相過電壓保護及參數(shù)計算 晶閘管元件在反向阻斷能力恢復(fù)前，將在反向電壓作用下流過相當大的反向恢復(fù) 電流。 過電流保護裝置 整流裝置可能采用的過電流保護措施如圖 33 所示。根據(jù)額定勵磁電流 Iac=，可選用吸引線圈電流為 的 JL1411ZQ直流欠電流繼電器。 電流反饋環(huán)節(jié) 的選擇 選用 LEM 模塊 LA100NP 作為電流檢測元件，其參數(shù)為：額定電流為 100A，匝數(shù)比為 1/1000，額定輸出電流為 100mA， 測量電阻 RM=30～ 50Ω，取 RM 為 47Ω，1W 的繞線電位器。 R0、 R1 均取 1/4W。電流表、轉(zhuǎn)速表、電源指示、起動、停止按鈕、給定電位器均應(yīng)放在上方，以便于觀察，操作方便。 （ 2）放大倍數(shù)的調(diào)整。 電動機負載調(diào)試 電阻負載正常后，即可接上電動機進行調(diào)試，先不接反饋環(huán)節(jié)，給定電位器調(diào)到零位。靜特性可這樣求取，即先給定一個 Ugn，并保持不變，然后從小到大改變電動機的負載，記錄負載電流值和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，就可以得到一條靜特性。為可靠起見，可先把轉(zhuǎn)速反饋電位器滑到零，相當于沒有加轉(zhuǎn)速反饋的情況。但為了可考起見，可先不用電動機負載，而用一個燈泡來代替。 （ 1）雙蹤示波器法。 可選用吸引線圈電流為 60A 的 JL1411ZS 型直流過電流繼電器作為過流保護，吸引電流可在 7/10 至 3 倍范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 ? ?5 5 1 . 6 0 . 51 1 1 1 30 . 1 9 3 5 . 2 6NeNIRK Cn ? ??? ? ? ? ??? ? （ 55） （ 5）觸發(fā)器與整流裝置的放大倍數(shù)的估算。 該電路需 要三個互差 1200，且與主電路三個相電壓 U 、 VU 、 WU 同相的三個同步電壓，因此需要設(shè)計一個三相同步變壓器。 在選擇快速熔斷器的額定參數(shù)時，應(yīng)盡量使其額定電壓等于或略大于工作電壓 。 非線性元件保護及參數(shù)計算 壓敏電阻是一種常用的非線性保護元件。 交流側(cè)阻容保護元件參數(shù)的計算與整流器的容量有關(guān)。 （ 2）主回路平波電抗器總電感量 zL 計算。 晶閘管通過電流有效值為 VT 55 31 .8A333dNIII ???? 晶閘管通態(tài)平均電流 TaI 應(yīng)取為 【 3】 ? ? ? ?VTTa 3 1 . 81 . 5 2 1 . 5 2 3 0 . 4 4 0 . 5 A1 . 5 7 1 . 5 7II ? ? ? 根據(jù)上 TNU? eU 、 TaI 的值，選 KP50－ 7 晶閘管元 件。 在實際運行中，整流變壓器輸出平均電壓還受下列因數(shù)影響： 1）電源電壓波動：若電源電壓允許波動范圍為 +5%～ 10%，令 ε為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)，則 ε的變化范圍為 ε。 考慮到，限流作用只需在起動和堵轉(zhuǎn)時起作用，正常運行時應(yīng)讓電流自由地隨著負載增減。 該系統(tǒng)采用降壓調(diào)速方案，故勵磁應(yīng)保持恒定。 （ 3） 脈動系數(shù) m? 。歸納起來，對于調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速控制要求有以下三個方面： 10 （ 1）調(diào)速 。 VM 系統(tǒng)存在的問題： 由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，它不允許電流反向，給系統(tǒng)的可逆運行造成困難。 對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以調(diào)節(jié)電樞供電電壓的方式為最好。 但 采用 直流 可 調(diào) 傳動 系統(tǒng)， 調(diào)速范圍廣、靜差率小、穩(wěn)定性好以及 其 具有 的 良好動態(tài)性能 ； 相 比 于交流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速技 術(shù)原理 成熟 、控制電路結(jié)構(gòu)簡單 ；對 中、小容量調(diào)速系統(tǒng)特別是 10kW 及其以下可調(diào)傳動系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)仍占有明顯優(yōu)點。 1 附件一 封面 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計 ) 題目： 10kW 直流電動機 不可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 學院： 班級： 姓名： 指導教師： 職稱： 完成日期： 年 月 日 2 10kW 直流電動機不可 逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 摘要： 許多生產(chǎn)機械要求在一定的范圍內(nèi)進行速度的平滑調(diào)節(jié)，并且要求具有良好的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)性能。 由于直流電動機本身結(jié)構(gòu)上存在機械式換向器和電刷這一致命弱點， 以及 近年來 隨著 電力電子技術(shù)、控制技術(shù) 和計算機技術(shù)的發(fā)展，交流可調(diào)傳動已逐步普及， 其應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)超過了直流調(diào)速傳動。所以只適用于小功率有級調(diào)速的場合。 在控制作用的快速性上，變流機組是秒級，而晶閘管整流器是毫秒級，這將大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。 本設(shè)計涉及 主要 性 能 技術(shù)指標 轉(zhuǎn)速控制要求 任何 一臺需要控制轉(zhuǎn)速的設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對調(diào)速性能都有一定的要求。 一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍。 為使線路簡單，工作可靠，裝置體積小，宜選用 KJ004 組成六脈沖集成觸發(fā)電路。那么，引入電流負反饋，應(yīng)該能夠保持電 流基本不變，使它不超過允許值 。 整流器主電路采用三相全控橋式整流電路，在理想情況下其輸出直流電壓Ud 與變壓器次級相電壓 U2 之間的關(guān)系可用下式表示 【 3】 c osdUU ??