机械厂65kw晶闸管串级调速系统设计毕业设计(编辑修改稿)

机械厂65kw晶闸管串级调速系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

c osICT Tem  也随 I 而减小， 于是电动机开始减速，转差率 S 增大。 随着 S 增大，转子电流 2I 开始回升， emT 也相应回升，直到转速降至某个值，串入反相位 abE 的幅值越大，电动机的稳定转速就越低。 当转子串入的 abE 与 sE2 同相位时，电动机的转速升高。 同相位的 abE 串入后，立即使 2I 增大，即  2222 22 sxr EsEI ad 于是，电动机的 emT 相应增大 ， 转速将上升 ， S 减小。 随着 S 的减小， 2I 开始减小 , emT 也相应减小，直到转速上升到某个值， 2I 减小到使得 emT 复原到与负载转矩平衡时，升速过程结束，电动机便在高速下稳定运行。 由上面分析可知，当 abE 与 sE2 反相位时，可使电动机在同步转速以下调速，称为低同步串级调速，这时提供 Eab 的装置从转子电路中吸收电能并回馈到电网。 Eab 与 E2s 同相位时，可使电动机朝着同步转速方向加速， Eab 幅值越大，电动机的稳定转速越高，当 Eab 幅值足够大时，电动机的转速将达到甚至超过同步转速，这称为超同步串级调速，这时提供 Eab 的装置向转子电路输入电能，同时电源还要向定子电路输入电能，因此又称为电动机的双馈行为。 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 9 串级调速的机械特性如图 32 所示，当 Eab 与 E2s 同相位时，机械特性基本上是向右上方移动；当 Eab 与 E2s 反相位时，机械特性基本上是向左下方移动。 因此机械特性的硬度基本不变，但低速时的最大转矩和过载能力降低，起动转矩也减小。 串级调速的调速性能比较好，但获得附加电动势 Eab 的装置比较复杂，成本较高，且在低速时电动机的过载能力较低，因此串级调速最适用于调速范围不太大（一般 2~4）的场合。 图 32 串级调速时的机械特性 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 10 4 主电路设备和元器件的计算与选择 电动机的选择 容量的选择 考虑到串调运行的异步电动机由于额定转矩、额定运行时最高转速的降低及其他因素的影响，使电动机允许最大输出功率较自然接线运行时的额定功率降低。 取电动机容量系数 倍，则选择电动机额定功率 NP 为 KWKWPP LN  根据 生产机械 转速及传动要求，选择绕线转子三相异步电动机： Y250M— 4 型， KWPN 90 ， min/1480rnN  ， VU N 3801  ， AI N 1681  ， HzfN 50 ， % ，  ， VE N 3702  ， AI N 1642  ，△ /丫联结，23 6 ,3 mkgJm 。 电动机的校验 为了进行电动机校验，并计算串级调速系统的静态和动态性能，需要知道系统有关参数，特别是异步电动机本身的参数。 要取得这些参数，可以通过实测或向有关厂家索取，若两者均有困难，则可根据铭牌数据进行计算。 参数计算如下： 额定转差率 NS ： 0 1 33 5 001 4 801 5 0000  n nnS NN 临界转差率 mS ：   321211212 NNm SSS 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 11 定子电阻 1r ：   111 AVI SUr N NN 转子电阻 2r ：  01 43 01 03 222 AVI SEr NNN 定转子绕组的变比 K： 9 7 7 0/3 8  VVEUK NN 折算至转子侧的定子电阻 1r ： 0 1 7  Krr 电动机的额定转矩 NM ： mNrkWnPM NNN  8 0m i n/1 4 8 0909 5 5 09 5 5 0 折算至转子侧的电动机漏电抗 X：   23380210322222212121KrrMnUXNpN 变变压器参数初步计算 如下： 变压器二次额定电压 2U ： VVEDUoN28530c o s/370311c o s/11 m in22    内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 12 折算至支流侧的变压器等效电阻 rd ：  22d AVIUr N 折算至二次侧的变压器漏抗 Xs:  6 432 8 22 AVIUX Ns 平波电抗器直流电阻 LR ：  22 AVIER NNL 运行是额定 转矩 CNM 如下： 串调运行直流回路额定电流 dNI ： AAIdN  串调运行是额定转矩 CNM ： mNmNIXrEM I NdNdCN   4951571d100 转矩降低系数 mk : 8 0/4 9 5/  NCMm MMk 时最高转速的确定如下： 串调系统直流回路等效 总电阻 R：    3 1 1 1 21 SLdXXRrrrR 取系统过载系数λ =2，则有直流回路最大电流 dmI 为 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 13 AAII dNdm 4322162   最大电流时的电势系数 dme IC/ ： rVrAVnIXrEIC dmdodmem i n /m i n/15003301 最大电流时所对应的最高转速 maxn ： m i n/1 2 6 0m i n //m a xrrVAVICRIEndmedmdo 取 m in/1260m a x rn  ，则 m i n/4 2 0m i n/1 2 6 03131 m a xm i n rrnn  转速降低系数 nk ：  Nn nnk 功率降低系数 pk ： 7 3 5  mnp kkk 机校验： KWPKWPk LNp 3  因此，所选电动机容量合适。  的校验如下： dmd II  时换向重叠角： 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 14 00260853 7 025 3 3 221c o s221c o sVAarEXIarNdm 由此可见，系统工作在第二工作区。 逆变变压器参数计算与选择 变压器二次电压 2U 计算如下： i n/1 5 0 0 m i n/4 2 0m i n/1 5 0 0m a x0m i n0  r rrn nnS VVESU N30c os/c os/0m in2m a x2  实取 VU 3082  变压器二次电流 2I 计算如下： 由于转子整流器与逆变器之间是串联连接的，若不 考虑两者电流波形与频率的差别，不考虑换向导电过程的影响，可取电动机转子线电流与逆变变压器二次线电流相等，即 AII N 16422  变变压器容量 S 计算如下： k V AAVIUS16433083 22 器一次电流 1I 计算如下：  AVk V AUSI1 3 33 8 03/3/311 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 15 变 压器参数计算：  22 AVIUr d  22 AVIUX s   21 sLdXXRrrrR m i n/1248m i n //n m a xrrVAVICRIEdmedmdo 符合设计要求。 实选变压器型号及规格： ZJ— 90/ 型， 90kVA,接法为 yd11。 以上选择，是以逆变变压器一次侧电压为 380V 计算确定的，故实际连接时，应将逆变变压器一次侧及电动机定子接在同一电压等级的电网上。 晶闸管及转子侧整流元器件的计算与选择 定电压 TNU ：     VVUUU TmTN) 3 0 6~8 7 1(3 0 823~223~23~2 2 实取 VUTN 1400。 流 TNI ： AAIKI dmbTN)318~()2~()2~( t 实取 AITN 400。 选取晶闸管 KP400— 1硅整流器件 ZP400— 12 各 6 只。 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 16 平波电抗器的计算 按异步电动机的漏感 MLL ： mHmHXL ML )3 1 4/105 3 (/ 30   逆变变压器的 漏感 1L ： mHmHXL s )3 1 4/(/ 301   按电流连续要求的电感量 crlL ： mHmHLLIL MLdmc r lU16)(22 1 3 0 86 9 )(26 9 12 按限制电流脉动要求的电感量 mlL ： mHmHLLIUfUULMLdddmml)(23083002)(2/1031223 实选为 的电抗器，其尺寸较小，造价较低。 起动方式确定 起动初期由于机械惯性较电磁大得多，可认为在电流上升到最大值时，电动机转速仍为 0，这时的起动电流 为 stI。 AIAVVREEIdmodost432302)30c (/)c os(0m i n  从起动特性来看，满足调速装置直接起动条件。 调速装置的保护 由于半导体元器件的过载能力差，为了使调速装置能可靠长期工作，除了合内蒙古科技大学矿业与煤炭学院毕业设计说明书（论文） 17 理地选择元件之外，还必须针对元器件工作条件采取可靠的保护措施。 过电压保护 过电压保护。 交流侧过电压保护措施如图 41 所示。 图 41 交流侧过电压保护 ①阻容保护参数计算：由于逆变变压器容量 9。