交直流调速系统设计课程设计.pdf
《交直流调速系统设计课程设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《交直流调速系统设计课程设计.pdf(24页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 实训报告实训报告 题 目 _交直流调速系统的设计 学生姓名 专业班级 学 号 系(部)指导教师(职称)完成时间 2014 年 1 月 2 日 河南工程学院课程设计报告 1实训报告评语实训报告评语 一、实训期间个人表现 1.尊敬师长,团结他人,能吃苦耐劳。2.在现场能坚持不迟到,不早退,勤奋学习。3.出现少于 3 次迟到和早退现象,表现一般。4.能主动向指导老师提问,能积极做好各项设计任务。5.在实训中能灵活运用相关专业知识,有较强的创新意识。二、实训报告内容完成质量 1.能按时完成报告内容等实训成果资料,无任务遗漏。2.能按时完成
2、报告内容等实训成果资料,有少许任务遗漏。3.不能按时完成报告内容等实训成果资料,有多处任务遗漏。4.条理清晰,书写规范工整,图文并茂,报告内容全面,主要内容阐述详细,能体现实训过程中做了大量工作,与专业相关知识能紧密联系,认识体会深刻,起到了实训的作用。5.条理清晰,书写规范工整,图文并茂,报告内容全面,主要内容阐述详细,能体现实训过程中做了大量工作,与专业相关知识能较紧密联系,认识体会较深刻,起到了实训的作用。6.条理清晰,书写较规范工整,报告内容全面,主要内容阐述较详细,能体现实训工作过程,能与专业相关知识联系起来,认识体会较深刻,起到了实训的作用。7.条理较清晰,书写较规范工整,报告内容
3、较全面,主要内容阐述较详细,能体现实训过程中的相关工作,与专业相关知识不能紧密联系,认识体会不太深刻,基本起到了实训的作用。8.内容有雷同现象。三、成绩不合格原因 1.实训期间旷课超过 3 次。2.报告有严重抄袭现象。3.未同时上交实训报告。河南工程学院课程设计报告 2四、需要改进之处 1.进一步端正实训态度。2.加强报告书写的规范化训练,对主要内容要加强理解。3.加强相关专业知识的学习,深刻理解各设计步骤具体的要求。五、其他说明等等 级:级:评阅人:评阅人:职称:职称:讲师讲师 年年 月月 日日目录目录 第 1 章 设计目的和要求.31.1 设计的题目及给定的相关资料.31.2 课程设计的目
4、的.41.3 设计的要求.5第 2 章 方案的选择.62.1 调速的方案选择.62.1.1 直流电动机的选择.62.1.2 电动机供电方案的选择.62.2 系统的结构选择.7第 3 章 主电路设计与参数计算.83.1 整流变压器计算.83.2 整流器件计算.93.3 平波电抗器的计算.113.4 触发电路的选择与校验.12第 4 章 双闭环直流调速系统的动态设计.144.1 电流环(ACR)的设计.144.2 转速环(ASR)设计.15第 5 章 系统的 MATLAB/SIMULINK 仿真.175.1 系统的建模与参数设置.175.2 系统仿真结果的输出及结果分析.18总结.22河南工程学院
5、课程设计报告 3参考文献.23摘 要本文所论述的是十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计,做的是第 6 组数据的设计,通过对开环、单闭环以及双闭环的数学和物理模型的电路设计,调速方案的方案选定,主电路计算,参数选定,触发电路的选择与校验,控制电路设计计算,以及双闭环直流调速系统的动态设计,最后用 MATLAB/SIMULINK 仿真,得出仿真结果,根据双闭环直流调速系统原理图,分析了转速调节器、电流调节器的作用,并通过对调节器参数设计,得到转速和电流的仿真波形。并对得到的波形进行分析。关键词:关键词:直流调速调速,转速和电流调节器,MATLAB/SIMULINK 仿真河南工程学院课程设计报告
6、4第第 1 章章 设计目的和要求设计目的和要求1.1 设计的题目及给定的相关资料在冶金工业中,轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程,连轧是一种可以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法,连轧机则是冶金行业的大型设备。其主要特点是被扎金属同时处于若干机架之中,并沿着同一方向进行轧制,最终形成一定的断面形状。每个机架的上下轧辊共用一台电机实行集中拖动,不同机架采用不同电机实行部分传动,各机架轧辊之间的速度实现协调控制。本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统,由此形成 10 个部分,各部分电动机参数如下表。机架序号电动机型号(KW)NP(V)NU(A)NI(r/min)Nn()aR()2
7、aGD2mN P极对数1Z2-926723029114500.268.6012Z2-914823020914500.358.0213Z2-823523015214500.431.3614Z2-812623011314500.527.4415Z2-721923082.5514500.711.7616Z2-71142306114500.89.81河南工程学院课程设计报告 57Z2-621123047.814500.96.3918Z2-618.52303714501.05.4919Z2-52623026.114501.13.92110Z2-514.223018.2514501.23.4311.2 课
8、程设计的目的1、通过课程设计,进一步巩固、深化和扩充在直流调速及相关课程方面的基础知识、基本理论和基本技能,达到培养学生独立思考、分析和解决实际问题的能力。2、通过课程设计,独立完成一项直流调速系统课题的基本设计工作,达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。3、通过课程设计,使熟悉设计过程,了解设计步骤,掌握设计内容,达到培养我们工程绘图和编写设计说明的目的,为我们今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。1.3 设计的要求(1)电枢回路总电阻取;总飞轮力矩aRR2225.2aGDGD(2)其它参数可参考教材中“双闭环调速系统调节器的工程设计举例”的有关数据。(3)要求:调
9、速范围 D=10,静差率;稳态无静差,电流超调量,%5s%5i空载起动到额定转速时。%10n(4)要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。(5)要求触发脉冲有故障封锁能力。(6)要求对拖动系统设置给定积分器河南工程学院课程设计报告 6第第 2 2 章章 方案的选择方案的选择2.1 调速的方案选择 调速选泽包括以下几种:直流电动机的选择、电动机供电方案的选择、系统的结构选择、确定直流调速系统的总体结构原理框图及仿真图。2.1.1 直流电动机的选择 根据任务的安排,我们组分的是第六台机架连轧机,此机架连轧的电动机的型号是 Z2-71,其个数据为表 2.1表 2.1 第 6 组 电机参数表电机型号(
10、KW)NP(V)NU(A)NI(r/min)Nn()aR()2aGD2mN P 极对数Z2-71142306114500.89.81河南工程学院课程设计报告 72.1.2 电动机供电方案的选择变压器调速是直流调速系统用的主要方法,调节电枢供电电压所需的可控制电源通常有 3 种:旋转电流机组,静止可控整流器,直流斩波器和脉宽调制变换器。旋转变流机组简称 G-M 系统,适用于调速要求不高,要求可逆运行的系统,但其设备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。静止可控整流器又称 V-M 系统,通过调节触发装置 GT 的控制电压来移动触发脉冲的相位,即可改变,从而实现平滑dU调速,且控制作用快速性能好,提
11、高系统动态性能。直流斩波器和脉宽调制交换器采用 PWM 受器件各量限制,适用于中、小功率的系统。根据本此设计的技术要求和特点选 V-M 系统。在 V-M 系统中,调节器给定电压,即可移动触发装置 GT 输出脉冲的相位,从而方便的改变整流器的输出,瞬时电压。由于要求直流电压脉动较小,故采用三相Ud整流电路。考虑使电路简单、经济且满足性能要求,选择晶闸管三相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波高,因而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半,这是三相桥式整流电路的一大优点。并且晶闸管可控整流装置无噪声、无磨损、响应快、体积小、重量轻、投资省。而且工作可靠,能耗小,效率高
12、。同时,由于电机的容量较大,又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。采用双闭环调速系统,可以近似在电机最大电流(转矩)受限的条件下,充分利用电机的允许过载能力,使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动,到达稳态转速后,又可以让电流迅速降低下来,使转矩马上与负载相平衡,从而转入稳态运行,此时起动电流近似呈方形波,而转速近似是线性增长的,这是在最大电流(转矩)受到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。采用转速电流双闭环调速系统,在系统中设置了两个调节器,分别调节转速和电流,二者之间实行串级联接,这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈,而它和转速负反馈不同时加到一个调节器
13、的输入端,到达稳态转速后,只靠转速负反馈,不靠电流负反馈发挥主要的作用,这样就能够获得良好的静、动态性能。双闭环调速系统的静特性在负载电流小于时表现为转速无静差,这时,转速dNI负反馈起主调作用,系统表现为电流无静差。得到过电流的自动保护。显然静特性优于单闭环系统。在动态性能方面,双闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性,在动态抗扰性能上,表现在具有较强的抗负载扰动,抗电网电压扰动。河南工程学院课程设计报告 82.2 系统的结构选择系统的结构选择选择的双闭环的原理框图为:ASRACRMTGnUnUiUnUiUiUctUGTVTAnIndIL+-+-图 2-1 双闭环调速系统原理图第第
14、 3 3 章章 主电路设计与参数计算主电路设计与参数计算3.1 整流变压器计算1 1、二次电压计算二次电压计算电动机的额定电压为 230V,为保证供电质量,应采用三相降压变压器将电源电压降低;为避免三次谐波电动势的不良影响,三次谐波电流对电源的干扰,主变压器采用 D/Y 联结。U2 是一个重要的参数,选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角 加大,功率因数变坏,整流元件的耐压升高,增加了装置的成本。一般可按下式计算,即:(3-1)2(11.2)NUVUUKb式中为电动机的额定电压,b 为电网波动系数,一般取 0.900.95;为NUUVK整流电压计算系数,河南工程学院课程设计报
15、告 9(11.2)考虑各种因数的安全系数;根据设计要求,采用公式:取=230V,=2.34,b=0.94NUUVK得=121.29V2U2、变压器一次、二次侧电流计算 由表查得=0.816,=0.816IVKILK考虑变压器励磁电流得:二次相电流 I2 的计算2IVdNIK I式中,为二次相电流计算系数,为整流器额定直流电流等于电动机的最大额IVKdNI定电流 得=0.816*61=49.776ANI2I一次相电流 I1 的计算1ILNK IIK式中,电压比 K=U1/U2=380/121.29=3.13,=61NI得=0.816*61/3.13=15.9A1I3、变压器容量的计算 1111I
16、UmS;2222IUmS ;)(2121SSS式中-一次侧与二次侧绕组的相数;21,mm由表查得3,321mm=338015.9=18.13KVA1111IUmS=3121.2949.776=18.11 KVA 2222IUmS=1/2(18.13+18.11))(2121SSS=18.12KVA 取 S=18.12KVA3.2 整流器件计算3.2.1晶闸管的选择晶闸管的选择晶闸管实际承受的最大峰值电压,乘以(23)倍的安全裕量,参照标准TNU河南工程学院课程设计报告 10电压等级,即可确定晶闸管的额定电压,即=(23)TNUTNU2NTKU整流电路形式为三相全控桥,查表得=2.45,则UTK
17、=2.6*2.45*121.29=772.62vTNU1、晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实TNI际流过管子电流最大有效值,即TI =1.57 或=K TNI)(AVTITI)(AVTI57.1TI57.1TIddIIdI考虑(1.52)倍的裕量 dAVTKII)25.1()(式中 K=/(1.57)-电流计算系数。TIdI此外,还需注意以下几点:当周围环境温度超过+40时,应降低元件的额定电流值。当元件的冷却条件低于标准要求时,也应降低元件的额定电流值。关键、重大设备,电流裕量可适当选大些。由表查得 K=0.368,考虑(1.52)倍的裕量 d
18、AVTKII25.1 A896.44672.3361368.025.1取=42.54。经查表可知:晶闸管的型号为 KP(3CT)50。TI2、过电压保护以过电压保护的部位来分,有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。(1)交流侧过电压保护1)阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻 R 和电容 C 进行保护。本系统采用 D-Y 连接。S=18.13KVA,=121.29V2U取值:当 S=50100KVA 时,对应的=41,所以取 3。emIemIemI C6S/U22=6318.12103/121.292=22.18FemI耐压1.5Um=1.5121.29=257.25V2
19、河南工程学院课程设计报告 11选取 20F,耐压 300V 的铝电解电容器。选取:S=18.13KVA,S=50100KVA,=15,所以=3shUshUshUR2.3 U22/S=2.3121.292/18.13103=1.87emshIU33取 R=2IC=2fCUC10-6=25010121.2910-6=0.381 APR(3-4)IC2R=(34)0.38122=(0.82.32)W选取电阻为 2,2W 的金属膜电阻。2)压敏电阻的计算1RV=1.3121.29=222.96VmAU1223.1U2流通量取 5KA。选 MY31-330/5 型压敏电阻(允许偏差+10)作交流侧浪涌过
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 直流 调速 系统 设计 课程设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【丰****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【丰****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。