【文章內容簡介】 系統(tǒng)主電路由三相繞線異步電動機、整流裝置、逆變裝置、逆變變壓器和平波電抗器組成。根據(jù)公式 和 ，當電動機在恒轉矩負載下穩(wěn)態(tài)運行時，可以認為 Id 近似為恒值。若增大逆變角 β，則逆變電壓減小，但電動勢轉速因存在機械慣性尚未變化，所以，整流電壓仍維持原值，因而直流回路電流 Id 及轉子電流 I2 相應增大，使電機加速。在加速過程中， S 減小，電流 Id 及整流電壓隨之減小直至達到新的平衡，電動機仍進入新的穩(wěn)定狀態(tài)以較高轉速運行。同理，減小 β值可以使電動機在較低的轉速下運行。 本系統(tǒng)主電路元器件參數(shù)計算及型號選擇 異步電動機的選擇 （ 1）電動機型號的選定 本設計中，根據(jù)所給數(shù)據(jù)，最大負載功率 KWPL 72? ，由于一般最大負 載功率為額定功率的 75%左右，即 KWPP LN ?? 因此在查電動機型號時我選擇了YR250M4 電動機，采用 Y/? 接法。該型號電動機參數(shù)如表 ： 表 電動機 YR250M4 參數(shù)表 電動機型號 YR250M4 額定功率（ nP ） 90KW 滿載時轉速 ( n ) 1457r/min 效率（ ? ） 91% 功率因數(shù)（ ?cos ） 同步轉速 ( 0n ) 1500r/min 靜差率 (S) ?S 調速范圍 (D) D=3 轉子電壓 ( nU2 ) 524V 轉子電流 ( nI2 ) 109A 定子電壓（ nU1 ） 380V 定子電流（ nI1 ） 極對數(shù)（ P） 4 頻率（ f） 50HZ 轉動慣量（ 2mkg? ） 額定轉矩 （ 2）電動機容量校核 1）電動機參數(shù)計算 額定轉差率： 14571500101 ????? n nnS n () 定子電阻： ??? ???? 0 3 5 6 73 0 2 8 6 8 111nnnI SUr () 轉子電阻： ?????? 0 7 9 0 93 0 2 8 6 2 43 222nnnISUr () 雙閉環(huán)控制的異步電動機串級調速系統(tǒng)的設計 7 定子繞阻的變化： 6 8 8 2 43 8 21 ????nnM U UK () 折算到轉子側的定子電阻： ??? 39。211MKrr 電動機額定轉矩： mNn PTnnn ????? 5901457 9095659565 () 折算到轉子側的漏抗： ? ???????????? ???????? ????????????????10 03 0321 0 23/38 021 023/2222221211MnMnM KrrT PUX ?）（ () 2）逆變變壓器參數(shù)初步計算 逆變變壓器二次側線電壓： VUU nT o s 524)311(c o s3110m i n22 ?????? ?）（ () 逆變變壓器折算至直流側電抗（取 %5%?KU ） ??????? 1 0 6 0 93 0 %22nTKT IUUX () 折算至直流側等效電阻： ?????? 0 2 1 0 93 0 22nTT IUr () 3）平波電抗器直流電阻 ?????? 0 2 7 0 935 2 22nnd IUr () 4）在串級調速狀態(tài)運行時的額定轉矩： 當 S=1 時，電動機定子折算到直流側的等效電阻為 139。r ，故電動機額定轉矩為： dndnMndndnMdKn IIXrUnIIXmrUT ?????? ?????? ????????? ?????? ??? ??? 339。39。 121101 () 考慮到換相重疊角 ? 的影響，并經(jīng)過線性處理，上式中 dnI 為： AII ndn 431 3 2 ????? () 即 M8 0 4 4 3)1 0 2 7 (5 2 5 0 05 6 ????????? ??????? NT kn ?() 轉矩降低系數(shù) 9 08 0 0 ??? nKnM TTK () 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 5）串級調速狀態(tài)運行時最高轉速的確定： 直流回路總等效電阻為 TMdTM XmXmrrrR ?? 222 ?????? （ ） 式中電動機折算到直流側的等效電阻，可按功率相等原則進行折算，即 ? ? ? ? ? ?MnMdnn rIrIrrI 3239。3 2221222 ??????????? () 得 )39。( 21 rrrM ?? () ???????????? )( ??R () 若串級調速系統(tǒng)運行時 ?? ，則直流回路最大電流 dmI 為 AII dndm 5 4 ???? ? () 最大電流時電勢系數(shù)為： ? ? 1m i n/5 6 5 0 0 5 8)1 0 2 7 (5 2 )339。(110 ????????????? rVnIXrUC dmMde ??() 最大轉速： m i n/ a x rC RIUn e dmd ??????? ? () 則 m i n/4 5 631 m a xm i n rnn ?? () 轉速降低系數(shù) a x ??? nn nnK () 功率降低系數(shù) ????? nMP KKK () 校驗 kwKWKPPL 75 ??? () 故所選電動機合適。 dmd II? 時換相重疊角 雙閉環(huán)控制的異步電動機串級調速系統(tǒng)的設計 9 0011 60225242 os)221(c os2???????? ? ?????? ??nMdmUXI? () 系統(tǒng)工作在第一工作區(qū)。 逆變變壓器的參數(shù)計算與選擇 在串級調速系統(tǒng)中，常在晶閘管整流裝置的交流側設置逆變變壓器。其目的是： （ 1） 把可控整流裝置與交流電 網(wǎng)隔離，以抑制電網(wǎng)的浪涌對晶閘管的影響； （ 2）能取得與被控異步電機工作相匹配的逆變電壓并有合理的控制。 5 0 04 5 61 5 0 01 m i n1m a x ????? n nnS （ ） 逆變變壓器二次側線電壓： VVUSU nnT 4 2 430co s 5 2 s 0m i n2m a x2 ???? ? （ ） 又因為： AII nT 10922 ?? 逆變變壓器計算容量為： kwkwIUS TTnT 0 4 0 94 2 433 822 ?????? ? （ ） 逆變變壓器一次側電流： AUSInTT 1 2 23 8 038 0 0 4 8311 ???? （ ） ?????? 0 934 2 22TTnTn IUr （ ） ????? 1 1 2 因此 ?R 修正為： ???????????? )( ??R （ ） m i n/ a x rRIUn dmd ??????? ? （ ） 符合前面所取的 maxn 的值。 西南石油大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 硅整流元件及晶閘管的選擇 （ 1）整流裝置 如圖 為三相不可控整流電路，該裝置的作用是將轉子側的交流電動勢轉換為直流電壓。 轉子整流器用的硅整流二極管，是在低頻率、大電流下工作，所承受的電壓與調速范圍有關，這就是整流二極管的工作特點。下面，討論在上述條件下通過計算選擇硅整流二極管的方法。 ? ? dmIAVT IKI 2~)( ? （ ） 式中 ?IK （三相橋式電路、電感性負載） ? ? ? ? AI AVT 9 0 . 1 11~1 4 5 83 6 ~ ???? （ ） 取 AI AVT 160)( ? 因為 VUU nTm 6 0 04 2 422 2 ???? （ ） ? ? VUU mT 1800~12020~2 ?? （ ） 故：根據(jù)以上計算可以選擇整流二極管的型號為： R1800 個整流二極管 3~負載VT1VT3VT5VT4VT6VT2 三相交流電壓VT1VTVT546E+ 圖 整流裝置原理圖 圖 三相全控有源逆變電路 （ 2）逆變裝置 如圖 是三相全控有源逆變電路，提供一個可調的直流電壓作為調速所需的附加電動勢，同時將電動機產(chǎn)生的轉差 功率功率經(jīng)逆變變壓器回饋回電網(wǎng)。 ? ? dmAVT IKI 1)( 2~? （ ） 式中 ?K （三相橋式電路、電感性負載） AAVIT 19 0~14 836 )2~()( ???? （ ） 取 AI AVT 200)( ? 可以選取型號為 KK200A 的晶閘管 6 個 雙閉環(huán)控制的異步電動機串級調速系統(tǒng)的設計 11 平波電抗器電感量的計算與選擇 在可控硅串級調速系統(tǒng)中，電動機轉子整流回路中必須串接平波電抗器，其主要原因有如下幾點： （ 1）電流脈動分量在電機轉子中造成的附加損耗限制在允許范圍內； （ 2）使電動機在最小工作電流時任能保證電流的連續(xù)，避免電流斷續(xù)對電動機的影響。 （ 3）限制短路電流的上升率，是快速開關能及時動作，盡可能避免損壞快速熔斷器。 串入電感量計算： 電動機的等效電感 DL 為： mHmHfXL MM 1010 3 ??? ??? ? （ ） 逆變變壓器的等效電感 DL 為： mHmHfXL TT 3 ??? ??? ? () 按電流連續(xù)要求的電感量 )(23m i n21 TMdTId LLIUKL ??? () 式中 AII dnd %5m i n ?? () ?IK mHL d )(21 7 4 2 46 9 ?????? () 考慮限制電流連續(xù)時的電感量 2dL 為： )(23210)( 23222 TMdninTddmd LLISUfUUL ???? ? () )( 4243002 32 ???????? ? ()