异步电动机晶闸管调压调速系统

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1、交流调速控制系统课程设计（论文）题目：异步电动机晶闸管调压调速系统院（系）：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：课程设计（论文）任务及评语院（系）：教研室：学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目异步电动机晶闸管调压调速系统课程设计（论文）任务一、技术参数三相异步电动机额定数据和定子三相绕组的联接方式：（1）额定电压：380V（2）额定电流：100A（3）额定功率：45KW（4）额定频率：50HZ（5）额定转数：1450r/min（6）定子三相绕组Y型联接二、设计要求（1）方案论证：给出系统的原理图和原理说明。（2）主电路设计。（3）控制电路设计。指

2、导教师评语及成绩平时考核：指导教师签字：设计质量：课设答辩：年月日目录第1章方案论证31.1概述41.2总体框图4第2章主电路设计42.1主电路的选择42.2主电路的设计4第3章控制电路的设计53.1晶闸管模型及其工作原理53.2电流调节器的设计53.3电流控制电路的设计3.4速度调节器的设计3.5脉冲变压器的设计3.6闭环控制的变压调速系统及其静特性第4章课程设计总结6参考文献7第一章方案论证1.1概述异步电动机调压调速是一种典型的转差功率消耗型调速系统。由电力拖动原理可知，当异步电动机等效电路的参数不变时，在相同的转速下，电磁转矩Te与弟子电压Us的平方成正比，因此

3、，改变定子外加电压就可以改变机械特性的函数关系，从而改变电动机在一定负载转矩下的转速。异步电动机采用调压调速时，由于同步转速不变和机械特性较硬，因此对普通异步电动机来说其调速范围很有限，无实用价值，而对力矩电机或绕线式异步电动机在转子中串入适当电阻后使机械特性变软其调速范围有所扩大，当电机低速运行时，负载或电压稍有波动，就会引起转速很大的变化，运行不稳定。除此之外，在负载或电网电压波动情况下，其转速波动也比较严重，为了提高系统的稳定性，采用双闭环调速系统，以提高调压调速特性的硬度。速度环作用为：对负载波动起抗扰作用；速度PI调节器的输出决定最大电流；正常运行时，使速度跟

4、随给定变化。而电流环的作用为：在稳定运行的情况下，对电网扰动有及时的抗扰作用，在启动过程中电流环起限制最大电流的作用，不会出现最佳启动的恒流特性，也不可能是恒转矩启动。异步电动机调压调速系统结构简单，采用双闭环时静差率较小，且比较容易实现正、反转、反接和能耗制动。但在恒转矩负载下不能长时间低速运行，因为低速运行是转差功率Ps=sPm全部消耗在转子电阻中，时间长了会事实转子过热。系统原理图见附录。1.2总体框图图1.2总体框图第二章主电路设计2.1主电路的选择三相晶闸管交流调压器及三相绕线式异步电动机M（转子回路串电阻）。如图2.1所示。图2.1TVC-双向晶闸管交流调压

5、器2.2主电路的设计电机绕组Y连接是的三相分支单向控制电路，每相只有一个晶闸管，反向由与它反并联的二级管构成通路。这种接法设备简单、成本低廉，用于简单的小容量装置。图2.2主电路第三章控制电路的设计3.1晶闸管模型及其工作原理晶闸管的导通工作原理可以用双晶体管模型来解释，如图3.1所示。图3.1晶闸管的双晶体管模型及其工作原理在器件上取一倾斜的截面，则晶闸管可以看作有P1N1P2和N1P2N2构成的两个晶体管V1、V2组合而成。如果外电路想门极注入驱动电流，则IG流入晶体管的V2的基极，即产生集电极电流Ic2，它构成晶体管V1的基极电流，最后V1和V2进入完全饱和状态，

6、晶闸管导通。此时如果撤掉外电路注入门极的电流IG，晶闸管由于内部已形成了强烈的正反馈会仍然维持导通状态。而若要使晶闸管关断，必须去掉阳极所加的正向电压，或者给阳极施加反压，或者设法使流过晶闸管的电流降低到接近于零的某一数值一下，晶闸管才能关断。图3.2晶闸管的伏安特性3.2电流调节器的设计电流环作用是，在突加负载或负载电流超过限流值时，限制调压器的输出电流在额定电流范围内，确保输出和调压器正常工作。其调节过程如下：U0恒定，负载电流增加：If↑→（UO-If）↓→IO↓→Uy↓→α↑→调压器输出电压U↓——If↓；同时电压环也参与调节，使调压器的输出电流被限制在额定电流

7、范围内，在有充分调节余量的前提下维持输出电压的恒定。3.3电流控制电路的设计控制电路中共有三个比较器，上面的两个比较器用以形成滞环带，后面跟随逻辑电路，以保证开关管V有正确的驱动信号。最下面一个比较器，用以在王频整流电压的半波正弦开始和结束时，使开关管V处于关断状态。图3.3电流调节器3.4速度调节器的设计速度调节器ASR，其线路原理如图3.4所示，其中Zin（S）表示输入网络的复数阻抗，Zf（S）表示反馈网络的复数阻抗。这样：图3.4线路原理图即调节器的传递函数等于反馈网络与输入网络复数阻抗之比。所以，改变Zf（S）和Zin（S），就可