《交直流调速系统系统课程设计》

《交直流调速系统》课程设计

一、性质和目的

自动化专业、电气工程及其自动化专业的专业课，在学完本课程理论部分之后，通过

课程设计使学生巩固本课程所学的理论知识，提高学生的综合运用所学知识，获取工程设计技能的能力；综合计算及编写报告的能力。

二、设计内容

1.根据指导教师所下达的《课程设计任务书》课程设计。 2.主要内容包括：

（１）根据任务书要求确定总体设计方案

（２）主电路设计：主电路结构设计（结构选择、器件选型、考虑器件的保护）、变压器的选型设计；

（３）控制回路设计：控制方案的选择、控制器设计 （４）保护电路的选择和设计

（５）调速系统的设计原理图，调速性能分析、调速特点 3.编写详细的课程设计说明书一份。 三、设计内容与要求

1.熟练掌握主电路结构选择方法、主电路元器件的选型计算方法。 2.熟练掌握保护方式的配置及其整定计算。 3.掌握触发控制电路的设计选型方法。。

４.掌握速度调节器、电流调节器的典型设计方法。 ５.掌握绘制系统电路图绘制方法。 ６.掌握说明书的书写方法。 四、对设计成品的要求

1.图纸的要求：

1）图纸要符合国家电气工程制图标准； 2）图纸大小规格化（例如：1＃图，2＃图）； 3）布局合理、美观。 2.对设计说明书的要求 1）说明书中应包括如下内容

①目录

②课题设计任务书；

③调速方案的论证分析（至少有两种方案，从经济性能和技术性能方面进行分析论

证）和选择；

④所要完成的设计内容

⑤变压器的接线方式确定和选型；

⑥ 主电路元器件的选型计算过程及结果； ⑦控制电路、保护电路的选型和设计； ⑧调速系统的总结线图 系统电路设计及结果。 2）说明书的书写要求

①文字简明扼要，理论正确，程序功能完备，框图清楚明了。 ②字迹工整；书写整齐，使用统一规定的说明书用纸。 ③图和表格不能徒手绘制。 ④附参考资料说明。

《交直流调速系统》课程设计任务书

一、课程设计的主要任务

（一）系统各环节选型

1、主回路方案确定。

2、控制回路选择：变频器、给定器、调节放大器、触发器、稳压电源、电流截止环

节，调节器的限幅值路、电流、电压检测环节（须对以上环节画出线路图，说明其原理）。

（二）主要电气设备的计算和选择

1、变压器计算：变压器原副边电压、电流、容量以及联接组别选择。 2、电力电子器件：电压定额、电流定额计算及定额选择。

3、系统各主要保护环节的设计：快速熔断器计算选择、阻容保护计算选择计算。 4、平波电抗器选择计算或滤波电路的选择。 （三）系统参数计算

1、电流调节器ACR中Ci 、Ri计算。

Rn计算。 2、转速调节器ASR中Cn 、输入电阻均为40KΩ。

3、动态性能指标计算（包括空载起动到额定转速超调量的计算和过渡过程的时间的

计算以及空载起动到额定转速所需时间的计算）。

（四）画出调速系统电气原理图。

1组：

直流他励电动机：功率PN＝1.1KW，额定电流IN=6.7A，磁极对数P=1，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=2.34Ω,主电路总电阻R＝7Ω，L∑＝246.25Mh(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，Ks=58.4，机电时间常数Tm=116.2ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.00235s，

??过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值Uim?10V ，速度给定最大值Un?10V

2组：

直流他励电动机：功率PN＝22KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=116A,磁极对数P=2，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.112Ω,主电路总电阻R＝0.32Ω，L∑＝37.22mH(电枢电感、平波电感和变压器电感之和)，电磁系数Ce=0.138 Vmin／r，Ks=22，电磁时间常数TL=0.116ms，机电时间常数Tm=0.157ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.00235s，过载倍

???10V ，速度给定最大值Un?10V 数λ＝1.5，电流给定最大值Uim3组：

直流他励电动机：功率PN＝145KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=733A,磁极对数P=2，nN=430r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.0015Ω,主电路总电阻R＝0.036Ω，Ks=41.5，电磁时间常数TL=0.0734ms，机电时间常数Tm=0.0926ms，滤波时间常数Ton=Toi=0.01s，过载倍数λ＝1.2，电流给定最大值

4组：

直流他励电动机：功率PN＝145KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=6.5A,磁极对数P=1，nN=1500r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=3.7Ω,主电路总电阻R＝7.4Ω，Ks=27，电磁时间常数TL=0.033ms，机电时间常数Tm=0.26ms，滤波时间常数Toi=0.0031s，Ton=0.01s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值α＝0.007 Vmin／r

5组：

直流他励电动机：功率PN＝60KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=308A,磁极对数P=2，nN=1000r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.09Ω,主电路总电阻R＝0.18Ω，Ks=35，电磁时间常数TL=0.012ms，机电时间常数Tm=0.12ms，滤波时间常数Toi=0.0025s，Ton=0.015s，过载倍数λ＝1.1，电流给定最大值

Uim?8V ?Uim?8V ?，速度给定最大值

U?n?10V

Uim?8V ?，速度给定最大值

U?n?10V ，β＝0.77V/A，

，速度给定最大值

U?n?10V 。

6组：

直流电动机：功率PN＝555KW，额定电压UN=750V，额定电流IN=760A, nN=375r/min,电枢绕组电阻Ra=0.09Ω,主电路总电阻R＝0.14Ω，Ks=75，电磁时间常数TL=0.031ms，机电时间常数Tm=0.112ms，滤波时间常数Toi=0.002s，Ton=0.02s，过载倍数λ＝1.5，电流给定最大值U*im?10V，速度给定最大值

U?n?10V 。

7组：

直流电动机：功率PN＝200W，额定电压UN=48V，额定电流IN=3.7A, nN=200r/min,电枢绕组电阻Ra=6.5Ω,主电路总电阻R＝8Ω，Ks=4.8，电磁时间常数TL=0.015ms，机电时间常数Tm=0. 2ms，滤波时间常数Toi=0.001s，Ton=0.005s，过载倍数λ＝2，电流给定最大值

U*im?10V，速度给定最大值

U?n?10V 。

8组：

直流他励电动机：功率PN＝1.5KW，额定电压UN=110V，额定电流IN=7A，磁极对数P=1，nN=1500r/min,励磁电压110V, 励磁电流0.8A，电枢绕组电阻Ra=1Ω,要求调速范围D=10，静差率s≤10%，制动迅速平稳。，

9组：

直流他励电动机：功率PN＝11KW，额定电压UN=220V，额定电流IN=55A，磁极对数P=2，nN=1000r/min,励磁电压220V, 励磁电流1.6A，电枢绕组电阻Ra=0.8Ω,电枢电感LD=7mH要求调速范围D=10，静差率s≤5%，电流脉动系数Si≤10%。，

以上是直流调速

1组：

绕线式转子三相异步电动机：PN＝42kW， nN=1400r/min，U1N=380V，I1N=80A，fN=50Hz，η=90%，cosφ=0.85，E2N=345V，I2N=80A，Δ/Υ联结，λm=3，J=2.465kg.m2。给定电压Un*、转速调节器和电流调节器的输出限幅值均为10V，转速滤波时间常数Ton=0.01s。

要求：最大负载功率为30kW，电机不可逆转，传动系统能实现无级平滑调速，调速范围D=3，生产过程中有较高的调速精度，低速时静差率S≤0.01，系统动态指标要求电流超调量小，转速抗干扰性能及跟随性能好。

2组：电机额定数据：PN=630kW,NN=370r/min，定子额定电压U1N=6000V，定子额定电流I1N=84A，转子开路线电压3E20?943V,转子额定电流I2N=413A，允许电流过载倍数λ=1.5，

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o8sd.html