30KW直流电动机可控整流装置设计.doc

课程设计

题目：30KW直流电动机可控整流装置设计

院系：电气与信息工程系

专业：电气自动化

班级：10-43（3）

姓名：***

学号：20********

指导教师：****

2012年6月9日星期六

30kw直流电动机可控整流装置设计

1.设计任务·································

2.设计内容·································

3.供电方案选择·····························

4.触发电路方案选择·························

5.整流变压器计算设计·······················

6.晶闸管原件的选择·························

7.主电路和晶闸管保护环节计算及设计·········

8.平波电感器的计算·························

9.触发电路的设计···························

10.同步变压器的设计·························

11.整流装置电气原理总图·····················

12.感谢·····································

13.参考文献·································

14.设计总结·································

目录

第1章?绪?论??1

1.1?课题背景??1

1.2?直流电动机调压调速可控整流电源设计简介??1

1.3?课题设计要求??1

1.4?课题主要内容??2

第2章?主电路设计??3

2.1总体设计思路??3

2.2?系统结构框图??3

2.3?系统工作原理??4

2.4?对触发脉冲的要求??5

第3章?主电路元件选择??6

3.1?晶闸管的选型??6

第4章?整流变压器额定参数计算??7

4.1?二次相电压U2??7

4.2?一次与二次额定电流及容量计算??8

第五章?触发电路的设计??10

第六章?保护电路的设计??13

6.1?过电压的产生及过电压保护??13

6.2?过电流保护??13

第七章?缓冲电路的设计??15

第八章?总结??18

第1章?绪?论

1.1?课题背景

当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是自动控制系统的主要形式。

由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。

可控硅虽然有许多优点，但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。为了使器件能够可靠地长期运行，必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施。为此，在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护；在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护；在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过流保护作用。

随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛。由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%～40%，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环节。

设计任务：

某生产机械由一直流电动机拖动，其额定参数为：PN=30KW，UN=220V,IN=150A,nN=1000r/min,要求电动机在100r/min~1000r/min之间可连续调速，并保证负载电压降至10A时电位仍连续，设计一套晶闸管整流装置，以满足直流电动机调速要求。

第2章?主电路设计

2.1总体设计思路

本次设计的系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，根据三相桥式全控整流电路对触发电路的要求，采用同步信号为锯齿波的触发电路，设计时采用恒流源充电，输出为双窄脉冲，脉冲宽度在8°左右。本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。此外，还有双窄脉冲形成环节。同时考虑了保护电路和缓冲电路，通过参数计算对晶闸管进行了选型。

三相可控整流电路的控制量可以很大，输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短。，由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含

有直流分量，为此在应用中较少。而采用三相桥式全控整流电路，可以有效的避免直流磁化作用。

根据已知要求，额定电流为5