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 设计任务································· 设计内容································· 供电方案选择····························· 触发电路方案选择························· 整流变压器计算设计······················· 晶闸管原件的选择························· 主电路和晶闸管保护环节计算及设计········· 平波电感器的计算························· 触发电路的设计··························· 同步变压器的设计························· 整流装置电气原理总图····················· 感谢····································· 参考文献································· 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。 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50A，额定电压为150V，可求的功率P=50*150=7.5KW，一般整流装置容量大于4KW，选用三相整流较为合适。 2.2 系统结构框图 三相全控桥式整流电路如图2-1所示。 图2-1系统结构框图 2.3 系统工作原理 其工作原理详细分析如下： 在间，U相电压最高，共阴极组的VT1管被触发导通，电流由U相经VT1流向负载，又经VT6流入V相，整流变压器U、V两相工作，所以三相全控桥输出电压Ud为： Ud=Ud1-Ud2=Uu-Uv=Uuv 经过60o进入区间,U相电压仍然最高,VT1继续导通,W相电压最低,在VT2管承受的2交点时刻被解发导通,VT2管的导通使VT6承受uwv的反压关断。这区间负载电流仍然从电