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機(jī)械廠65kw晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-07-03 03:26本頁(yè)面
  

【正文】 電流與逆變變壓器二次線電流相等,即 : : : 符合設(shè)計(jì)要求。: 額定轉(zhuǎn)差率: 臨界轉(zhuǎn)差率: 定子電阻: 轉(zhuǎn)子電阻: 定轉(zhuǎn)子繞組的變比K: 折算至轉(zhuǎn)子側(cè)的定子電阻: 電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩: 折算至轉(zhuǎn)子側(cè)的電動(dòng)機(jī)漏電抗X: : 變壓器二次額定電壓: 折算至支流側(cè)的變壓器等效電阻: 折算至二次側(cè)的變壓器漏抗Xs: 平波電抗器直流電阻: : 串調(diào)運(yùn)行直流回路額定電流: 串調(diào)運(yùn)行是額定轉(zhuǎn)矩: 轉(zhuǎn)矩降低系數(shù): : 串調(diào)系統(tǒng)直流回路等效總電阻R: 取系統(tǒng)過(guò)載系數(shù)λ=2,則有直流回路最大電流為 最大電流時(shí)的電勢(shì)系數(shù): 最大電流時(shí)所對(duì)應(yīng)的最高轉(zhuǎn)速: 取,則轉(zhuǎn)速降低系數(shù): 功率降低系數(shù): : 因此,所選電動(dòng)機(jī)容量合適。為了進(jìn)行電動(dòng)機(jī)校驗(yàn),并計(jì)算串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能,需要知道系統(tǒng)有關(guān)參數(shù),特別是異步電動(dòng)機(jī)本身的參數(shù)。圖 32 串級(jí)調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性 4 主電路設(shè)備和元器件的計(jì)算與選擇考慮到串調(diào)運(yùn)行的異步電動(dòng)機(jī)由于額定轉(zhuǎn)矩、額定運(yùn)行時(shí)最高轉(zhuǎn)速的降低及其他因素的影響,使電動(dòng)機(jī)允許最大輸出功率較自然接線運(yùn)行時(shí)的額定功率降低。因此機(jī)械特性的硬度基本不變,但低速時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力降低,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小。Eab與E2s同相位時(shí),可使電動(dòng)機(jī)朝著同步轉(zhuǎn)速方向加速,Eab幅值越大,電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速越高,當(dāng)Eab幅值足夠大時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速將達(dá)到甚至超過(guò)同步轉(zhuǎn)速,這稱(chēng)為超同步串級(jí)調(diào)速,這時(shí)提供Eab的裝置向轉(zhuǎn)子電路輸入電能,同時(shí)電源還要向定子電路輸入電能,因此又稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的雙饋行為。隨著S的減小,開(kāi)始減小,也相應(yīng)減小,直到轉(zhuǎn)速上升到某個(gè)值,減小到使得復(fù)原到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡時(shí),升速過(guò)程結(jié)束,電動(dòng)機(jī)便在高速下穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)轉(zhuǎn)子串入的與同相位時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速升高。因?yàn)榉聪辔坏拇牒?,立即引起子電流的減少,即而電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩也隨而減小,于是電動(dòng)機(jī)開(kāi)始減速,轉(zhuǎn)差率S增大。如果在轉(zhuǎn)子回路中不串接電阻,而串接一個(gè)與轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)同頻率的附加電動(dòng)勢(shì)如圖31所示,通過(guò)改變值的大小和相位,同樣也可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的串級(jí)調(diào)速,在負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變的條件下,異步電動(dòng)機(jī)的電磁功率常數(shù),轉(zhuǎn)子銅損耗與轉(zhuǎn)差成正比,所以轉(zhuǎn)子銅損耗又稱(chēng)為轉(zhuǎn)差功率。如果對(duì)電動(dòng)勢(shì)的方向及數(shù)值加以控制,就會(huì)得到性能遠(yuǎn)比轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法優(yōu)越的結(jié)果。在調(diào)速裝置發(fā)生障礙時(shí),先經(jīng)頻敏變阻器升速,然后通過(guò)觸點(diǎn)短接轉(zhuǎn)子,使電動(dòng)機(jī)全速運(yùn)行,這樣可以對(duì)調(diào)速裝置進(jìn)行檢修而不中斷生產(chǎn)。為了減少串調(diào)裝置的容量和滿足使電動(dòng)機(jī)能完全脫離調(diào)速裝置而“高速”運(yùn)轉(zhuǎn)的要求,本系統(tǒng)不使用串調(diào)裝置的直接起動(dòng),而是采用頻敏變阻器進(jìn)行起動(dòng)。整流器和逆變器均采用三相橋式電路。為了滿足系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)特性的要求,本系統(tǒng)選用具有電流內(nèi)環(huán)和轉(zhuǎn)動(dòng)外環(huán)的典型雙閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的要求,由于調(diào)速范圍小,采用晶閘管串級(jí)調(diào)速是較合適的一種“調(diào)速節(jié)能”方案。例如,軍事和宇航方面的雷達(dá)天線,火炮瞄準(zhǔn),衛(wèi)星姿態(tài)調(diào)整等控制;工業(yè)方面的各種加工中心,各種加工設(shè)備,泵和壓縮機(jī)等設(shè)備的控制;計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和辦公設(shè)備中的各種磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,繪圖儀,掃描儀,打印機(jī)等設(shè)備的控制;音像設(shè)備和家用電器中的錄像機(jī),數(shù)碼相機(jī)和洗衣機(jī)等的控制[9]。目前,晶閘管供電的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字化直流調(diào)速裝置作為最新控制水平的傳動(dòng)方式更顯示其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)[9]。從80年代中后期起,世界各大電氣公司都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)數(shù)字式調(diào)速傳動(dòng)裝置,直流調(diào)速已發(fā)展到一個(gè)很高的技術(shù)水平:功率元件采用可控硅;控制板采用表面安裝技術(shù);控制方式采用電源換向、相位控制。在單片機(jī)控制系統(tǒng)中,單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心,主要用來(lái)完成一些算法,同時(shí)還要處理一些輸入輸出、顯示任務(wù)等,單片機(jī)的使用使電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的性能大大提高[10]。正是這些技術(shù)的進(jìn)步使電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)在近二十多年來(lái)發(fā)生了翻天覆地的變換。每一代的電力電子元件也未停頓,多年來(lái)其結(jié)構(gòu)、工藝不斷改進(jìn),性能有了飛速提高,在不同應(yīng)用領(lǐng)域它們?cè)诨ハ喔?jìng)爭(zhēng),新的應(yīng)用不斷出現(xiàn)。電力電子技術(shù)是電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的最重要的助推器,電力電機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,促使了電機(jī)控制技術(shù)水平有了突破性的提高。而且通過(guò)系統(tǒng)總線,全數(shù)字化控制系統(tǒng),能與管理計(jì)算機(jī)、過(guò)程計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程電控裝置進(jìn)行交換,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化分級(jí)控制。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)廣泛使用微機(jī),實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化控制。所以,今后一個(gè)階段,在調(diào)速要求性能較高的場(chǎng)合,如軋鋼廠,海上鉆井平臺(tái)等晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)仍然處于主要地位。調(diào)速技術(shù)不斷發(fā)展,走向成熟化、完善化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化,在可逆脈寬調(diào)速、高精度的電氣傳動(dòng)領(lǐng)域中,仍然難以替代。同時(shí),控制電路已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了高集成化、小型化、高可靠性及低成本。在調(diào)速要求性能較高的場(chǎng)合,一般都采用串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)[11]。因電機(jī)種類(lèi)的不同,分為直流傳動(dòng)、交流傳動(dòng)、步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)、伺服電機(jī)傳動(dòng)等等。另一方面,在當(dāng)今社會(huì)中,自動(dòng)化控制系統(tǒng)已在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,而自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用在現(xiàn)代化技術(shù)生產(chǎn)中,起著尤為重要的作用,串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要形式。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,更為經(jīng)濟(jì)可靠、性能優(yōu)越的晶閘管變流器出現(xiàn)了,由晶閘管變流器(VT)向電動(dòng)機(jī)(M)供電的系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)V—M系統(tǒng)。早期是交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)直流發(fā)電機(jī)給直流電動(dòng)機(jī)供電,通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流以改變其輸出電壓,達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速目的。擬解決的主要問(wèn)題簡(jiǎn)單列舉如下:;;,測(cè)定整流裝置及測(cè)速發(fā)電機(jī)的特性;,在環(huán)節(jié)模型結(jié)構(gòu)正確地情況下測(cè)取模型參數(shù),從而得到完全確定的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型;,為進(jìn)一步設(shè)計(jì)分析打下基礎(chǔ)。(論文)研究?jī)?nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題研究?jī)?nèi)容主要是在掌握交直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本組成原理的同時(shí),能結(jié)合機(jī)械廠的實(shí)際情況,根據(jù)生產(chǎn)工藝所提出的技術(shù)指標(biāo)來(lái)組成和選擇電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),在閉環(huán)控制的基礎(chǔ)上,能合理、正確地選擇和整定系統(tǒng)靜、動(dòng)態(tài)參數(shù)。環(huán)流太大時(shí)會(huì)導(dǎo)致晶閘管損壞,因此應(yīng)該予以抑制或消除采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆調(diào)速系統(tǒng)解決了電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)行和回饋制動(dòng)問(wèn)題,但是,如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn),便會(huì)產(chǎn)生不流過(guò)負(fù)載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流,稱(chēng)做環(huán)流。串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟,而且從控制的角度看,它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此,分析好晶閘管串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作對(duì)于工廠加快發(fā)展具有十分重要的意義。而異步電動(dòng)機(jī)有三種基本的調(diào)速方式,即改變極對(duì)數(shù)、改變轉(zhuǎn)差率和改變供電電源頻率。這些新型的交流傳動(dòng)控制技術(shù)與高性能的變頻器相結(jié)合,就有可能使利用交流電動(dòng)機(jī)構(gòu)成的交流伺服系統(tǒng)在性能上與高精度的直流伺服系統(tǒng)相匹配。而隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展以及各種高性能的電力電子器件產(chǎn)品的出現(xiàn),為交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。這些與現(xiàn)代調(diào)速系統(tǒng)要求的可靠性、可用性、可維修性相一致。但普遍的共識(shí)是:⑴ 效率高;⑵ 調(diào)速平滑即無(wú)級(jí)調(diào)速;⑶ 調(diào)速范圍寬;⑷調(diào)速產(chǎn)生的負(fù)面影響(如諧波、功率因數(shù)等)??;⑸成本低廉。尤其在高壓大容量風(fēng)機(jī)泵類(lèi)節(jié)能方面,串級(jí)調(diào)速的某些優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)的更為明顯。關(guān)鍵詞:串級(jí)調(diào)速 、閉環(huán)控制、功率因數(shù)、整流電路、逆變 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文) AbstractThe cascade velocity modulation system is the string enters the additional EMF in the rotor return route, changes the
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