三相异步电动机的串级调速系统设计

三相异步电动机的串级调速系统设计

本科毕业设计

题 目 三相异步电动机串级调速系统的设计

姓 名 专 业 电气工程及其自动化 学 号 指导教师

郑州科技学院电气工程学院

二〇一六年五月

三相异步电动机的串级调速系统设计

目 录

摘 要 .............................................................. I ABSTRACT ......................................................................................................................................II 前 言 ........................................................................................................................................... III 1 串级调速系统总体设计 ....................................................................................................... 1

1.1 串级调速系统的发展 ............................................................................................... 2

1.1.1 改变电动机极对数调速 .............................................................................. 4 1.1.2 电动机调节电压调速 ................................................ 错误！未定义书签。 1.1.3 电磁转差离合器调速 ................................................ 错误！未定义书签。 1.1.4 改变频率调速 .............................................................. 错误！未定义书签。 1.1.5 转子回路串电阻调速 ................................................ 错误！未定义书签。 1.1.6 串级调速 ....................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 本课题主要内容 ...................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 交直流电机的不同 ................................................................. 错误！未定义书签。 2 串级调速系统工作原理与主电路的设计 ....................................................................... 7

2.1 串级调速的工作原理 ............................................................................................... 7 2.2 主电路的设计 ............................................................................................................ 9 2.3 逆变电路 ................................................................................................................... 10 2.4 整流电路 ................................................................................................................... 10 3 主电路参数 ........................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1 电动机的基本参数与调速要求 .......................................... 错误！未定义书签。 3.2 逆变变压器电路的选择 ........................................................ 错误！未定义书签。 3.3 晶闸管的选择 .......................................................................... 错误！未定义书签。 3.4 平波下电抗器的选择 ............................................................. 错误！未定义书签。 3.5 保护电路 ................................................................................................................... 12

3.5.1 电流过载的保护 ......................................................... 错误！未定义书签。

4 控制电路的设计 .................................................................................................................. 12

4.1 主控制器的选择 ...................................................................................................... 12

4.1.1 STC89C51简介 ............................................................. 错误！未定义书签。 4.1.2主要特性 ........................................................................ 错误！未定义书签。 4.2 控制电路的设计 ...................................................................... 错误！未定义书签。 4.3 1602液晶显示 ......................................................................... 错误！未定义书签。 4.4 控制系统的参数计算 ............................................................. 错误！未定义书签。

4.4.1电流环的设计和参数计算与推导过程 ................................................. 12 4.4.2速度环的设计与其参数的计算推导过程 ............................................. 13 4.4.3 双闭环系统的动态参数计算 .................................. 错误！未定义书签。

5 仿真曲线及工作特性的分析 ........................................................................................... 14

5.1MATLAB仿真 ................................................................................................................ 14 5.2 编程软件Keil简介 ............................................................................................... 14 5.3串级调速系统的建模设计 ..................................................................................... 15

三相异步电动机的串级调速系统设计

5.3.1直流电路的传递函数 ................................................................................. 15 5.3.2电动机的传递函数 ...................................................................................... 16 5.4系统的调速特性分析 .............................................................................................. 17 第6章 实作的焊接与调试 ................................................................................................ 19

6.1 实作的焊接 ............................................................................................................... 19 6.2串级调速系统的调试 ...................................................................................................... 20

6.3 系统调试 ................................................................................................................... 20

6.3.1 系统调试步骤 .............................................................................................. 20 6.3.2 电流环调试 .................................................................................................. 21 6.3.3 速度环的调试 .............................................................................................. 21 6.4 调试电路 ................................................................................................................... 22 结 论 ........................................................................................................................................... 23 致 谢 ......................................................................................................................................... 24 参考文献 .................................................................................................................................... 25 附录一 实物图 ......................................................................................................................... 26 附 录二 程序 ........................................................................................................................... 1

三相异步电动机的串级调速系统设计

三相异步电动机的串级调速系统设计

摘 要

串级调速是三相交流异步电动机调速的一种方法，串级调速的核心思想就是将异步电动机的转子侧的电压经过三相桥式整流器改变为直流电压，再将其直流侧由可控硅晶闸管组成的逆变电路产生的与其相反的直流电势然后与三相桥式产生的直流电压串联，再之后则通过来改变其逆变角的大小来达到改变电势的大小，从而达到最终调速的最终目的，同时还能够极大的提高电动机的运行效率以及与调速的经济性。

本文将会依据三相交流电动机对于整个电力拖动系统的要求，决定将采用晶闸管串级调速的方案来控制其拖动的电动机实现最终的无级调速，最终满足电动机对于电力拖动系统的调速性能和节能的要求。在本文主要中研究了三相异步电动机晶闸管串级调速系统的主、辅电路的设计以及有关的技术问题的解决。其中包括系统的组成与工作原理，主电路的设计，控制电路的设计，系统的静、动态时的工作特性计算分析等。 关键词： 可控硅；串级调速；整流；逆变

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