智能化弱电集成施工组织设计方案(最全).doc

电力电子课程设计
一、设计题目
晶闸管交流调速系统
二、设计要求
根据电力拖动系统的负载特性的特点,通过晶闸管改变电动机的电源电压而改变电动机的机械特性来人为改变系统的转速,以满足其工作实际的需要。
三、设计原理
方法1 绕线式异步电动机晶闸管串级调速
绕线式异步电动机晶闸管窜级调速,是在绕线式异步电动机的转子回路中串联晶闸管逆变器,借以引入附加可调电势,从而控制电机转速的一种调速方法.
转子在不同的转速下感应出转差频率的电压,经一组不控的三相桥式变流器变成直流电压,(转差功率)馈送回电网中去,改变逆变角的大小,即可改变馈送回电网电能的多少,从而达到改变电机转速的目的.
在理想条件下,转子回路经三相不控桥式整流后输出的直流电压平均值为Ud=,
式中,S---转差率;E20—转子不动,即转差率S=1时,转子绕组开路线电势.
三相全控桥式有源逆变器输出的直流电压平均值为
U=′21cos,
式中,U21—逆变变压器副边绕组线电压有效值.
逆变电压可看作是加于异步电动机转子回路的附加电势,只要改变逆变角,就可改变回路中的附加电势,实现对绕线式异步电动机的转速控制.
串级调速系统直流回路存在如下的电压平衡关系,即
Ud=U,即 =;
因为转差率队 s=(n1-n)/n1,
所以电机转速 n=(1-s)n1=n1(1-u′21cos/E20)
由此可见,改变逆变角,,COS增加,n下降;反之增加,COS下降,n上升,当max=900时,cos=0,U=0,相当于整流器的直流侧短接,也即转子短接,电动机在自然特性上运转.
其调节过程是:如果电机原来稳定运行于某一转速n,当减小时,则U加大,直流回路Id减小,转子电流I2随之减小,电机转矩M减小,形成M<Mf,电机减速;而一旦n下降,转差率S增大,转子感应电势E2便增大,导致电流I2、Id回升;当重新获得M=Mfz时,电机转速不再下降,即在低于原来转速的新转速下稳定运行;反之,如增大逆变角,电机转速上升。
方法2 单相交流电阻负载调压
接在交流电源与负载之间的晶闸管,以相位控制方式来调节负载上的电压,就构成了交流调压器,其工作情况与负载性质有关。

在交流电压的正半周,控制角时,VT1导通,把交流正电压的一部分加在负载R上。交流电压由正过零变负时,回路电流下降一到零,VT1自