电力拖动热轧机逻辑无环流可逆调速系统中期答辩PPT.ppt

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1、热轧机逻辑无环流可逆调速系统指导老师：袁明指导老师：袁明汇报人：崔大鹏汇报人：崔大鹏中期答辩汇报内容1.1.热轧机逻辑无环流可逆调速系统设计要求。热轧机逻辑无环流可逆调速系统设计要求。2.2.逻辑无环流可逆调速系统简介。逻辑无环流可逆调速系统简介。3.3.调速方案的选取。调速方案的选取。4.4.驱动方案的设计。驱动方案的设计。5.5.主电路和各元器件的选取。主电路和各元器件的选取。6.6.双闭环直流调速系统设计。双闭环直流调速系统设计。7.7.逻辑无环流可逆调速系统的实现。逻辑无环流可逆调速系统的实现。8.8.未完成的项目未完成的项目1.热轧机逻辑无环流可逆调速系统设计要求对热轧机可逆调速系统

2、的主电路进行设计对热轧机可逆调速系统的主电路进行设计。（1 1）包括电动机的选择包括电动机的选择。（2 2）晶闸管整流电路设计晶闸管整流电路设计。（3 3）平波电抗器的选择平波电抗器的选择。（4 4）控制电路采用转速电流双闭环可逆调速系统控制电路采用转速电流双闭环可逆调速系统。（5 5）包括两个调节器的设计等包括两个调节器的设计等。（6 6）重点是对无环流逻辑控制器重点是对无环流逻辑控制器DLCDLC的设计。的设计。2.逻辑无环流可逆调速系统简介在在可可逆逆调调速速系系统统中中，电电动动机机最最基基本本的的要要素素就就是是能能改改变变旋旋转转方方向向。而而要要改改变变电电动动机机的的旋旋转转方

3、方向向，必必须改变电动机电磁转矩的方向。须改变电动机电磁转矩的方向。改变电动机电磁转矩的方法改变电动机电磁转矩的方法:一一：改改变变电电动动机机电电枢枢电电流流的的方方向向，即即改改变变电电动动机机电枢电压的极性。电枢电压的极性。二：改变励磁磁通的方向。二：改变励磁磁通的方向。与与此此对对应应，V-MV-M系系统统的的可可逆逆线线路路有有两两种种方方式式，电电枢枢反接线路和励磁反接可逆线路。反接线路和励磁反接可逆线路。2.1逻辑无环流可逆调速系统的优点对对于于大大容容量量的的系系统统，从从生生产产角角度度出出发发，往往往往采采用用既既没没有有直直流流平平均均环环流流，又又没没有有脉脉动动环环流

4、流的的无无环环流流可可逆逆系系统统，无无环环流流可可逆逆系系统统省省去去了了环环流流电电抗抗器器，没没有有了了附附加加的的环环流流损损耗耗，节节省省变变压压器器和和晶晶闸闸管管装装置置的的附附加加设设备备容容量量。和和有有环环流流系系统统相相比比，因因换换流流失失败败造造成成的的事事故故率率大大为为降降低低。因因此此，逻逻辑辑无无环环流流可逆调速系统在生产中被广泛运用。可逆调速系统在生产中被广泛运用。3.调速方案的选取。3.1 3.1 直流调速的原理。直流调速的原理。在在不不考考虑虑外外界界任任何何因因素素的的情情况况下下，直直流流电电动动机机的的转速方程。转速方程。n=n=（U-IRU-IR

5、）/K/K 式中：式中：nn直流电动机的转速（直流电动机的转速（r/minr/min）；）；UU电动机的电枢电压（电动机的电枢电压（V V）；）；II电动机的电枢电流（电动机的电枢电流（A A）；）；RR电枢回路的总电阻（电枢回路的总电阻（）；）；电动机励磁的磁通（电动机励磁的磁通（WbWb）；）；KK由电机结构决定的电动势系数；由电机结构决定的电动势系数；3.2 3.2 双闭环直流调速系统4.驱动电路的设计热轧机电机参数的选取热轧机电机参数的选取5.主电路和各元器件的选取5.1 5.1 主电路的选取主电路的选取5.2 各元器件的选取5.2.15.2.1变压器付边电压变压器付边电压U2U2的选

6、择的选择已知：已知：Un=220VUn=220V，的整定角在的整定角在30-15030-150之间，之间，由由公公式式Un=2.34U2cosUn=2.34U2cos，当当=30=30时时，UnUn有有最最大大值。值。UnUn最大值为：最大值为：108.6V108.6V。所以变压器付边电压取所以变压器付边电压取120V120V。5.2.2 电压器容量的选择Pn=125KWPn=125KW，由由于于变变压压器器自自身身有有损损耗耗，晶晶闸闸管管也也会会有功率的损耗，所以变压器的容量应该大一些。有功率的损耗，所以变压器的容量应该大一些。取：取：Sn=150KVASn=150KVA。5.2.3 晶闸

7、管的选取。电动机流过的最大电流为：电动机流过的最大电流为：Imax=In=1.5640A=960AImax=In=1.5640A=960A。流过每个器件的电流有效值为：流过每个器件的电流有效值为：Ivt=Imax/Ivt=Imax/3=960A/3=554.3A3=960A/3=554.3A；晶闸管的额定电流为：晶闸管的额定电流为：IvtIvt（avav）=Ivt/1.57=353A;=Ivt/1.57=353A;晶晶闸闸管管承承受受的的最最大大反反向向UtfUtf电电压压是是变变压压器器二二次次侧侧电电压压的的峰峰值。值。Utf=23U2=23120V=293.88VUtf=23U2=231

8、20V=293.88V，取，取300V300V。考考虑虑给给晶晶闸闸管管一一定定的的安安全全裕裕量量，电电压压留留两两倍倍的的裕裕量量，电电流流留留1.51.5倍的裕量。倍的裕量。Utn=2Utf=600VUtn=2Utf=600V。Itn=1.5Ivt Itn=1.5Ivt（avav）529.5A529.5A，取，取530A530A5.4平波电抗器的选取为了确保电机工作时候电流连续，因此：为了确保电机工作时候电流连续，因此：Imin=10%In=64AImin=10%In=64A三相桥式整流电路的总电感三相桥式整流电路的总电感L L为：为：L=0.693U2/Imin1.3mHL=0.693

9、U2/Imin1.3mH。选择的平波电抗器的电感量选择的平波电抗器的电感量LpLp为：为：Lp=L-Ln=1.3-0.2=1.1mhLp=L-Ln=1.3-0.2=1.1mh。因因为为平平波波电电抗抗器器与与电电动动机机串串联联，所所以以它它的的额额定定电电流与电动机的最大承受电流相同，为流与电动机的最大承受电流相同，为960A960A。6.双闭环直流调速系统的设计6.1 6.1 电机本身固有参数的计算。电机本身固有参数的计算。直直流流电电动动机机的的规规格格如如下下：Pn=125KWPn=125KW，In=640AIn=640A，nN=750r/min,Rs=0.08,R=0.15,nN=7

10、50r/min,Rs=0.08,R=0.15,飞轮力的转矩惯量：飞轮力的转矩惯量：GDGD=120.5Nm=120.5Nm。变变流流装装置置我我们们采采用用三三相相桥桥式式的的整整流流电电路路，晶晶闸闸管管触发整流装置的放大倍数：触发整流装置的放大倍数：Ks=40Ks=40。平均延迟时间：平均延迟时间：D=0.0017sD=0.0017s。平波电抗器的电感量：平波电抗器的电感量：Lp=1.1mHLp=1.1mH。给给定定电电压压UsnUsn，速速度度调调节节器器的的限限幅幅电电压压UsimUsim，电电流流调节器限幅电压调节器限幅电压UcmUcm都取都取15V15V。6.2预先选定的参数计算6

11、.3 电流调节器的设计对对电电流流环环，可可以以校校正正成成典典I I系系统统，也也可可以以校校正正成成典典IIII系系统统应应根根据据生生产产机机械械的的要要求求而而定定，一一般般对对抗抗扰扰性性能能要要求求不不是是特特别别严严格格时时均均采采用用典典I I系系统统设设计计即即可可。现将电流环校正成典现将电流环校正成典I I系统。系统。显显然然，欲欲校校正正成成典典I I系系统统，电电流流调调节节器器应应选选用用PIPI调节器。其传递函数为：调节器。其传递函数为：电流调节器的设计6.3.1计算电流调节器参数6.3.2 校验近似条件6.3.3 PI电流调节器含给定滤波与反馈滤波的含给定滤波与反

12、馈滤波的PIPI电流调节器电流调节器6.3.4 计算调节器电阻和电容6.4 速度调节器的设计6.4.1 6.4.1 确定时间常数。确定时间常数。6.4.2 选择转速调节器的结构6.4.3 计算转速调节器的参数6.4.4 校验近似条件6.4.5 计算调节器电阻电容7.逻辑无环流可逆调速系统的实现8.未完成的部分保保护护系系统统的的设设计计：1.1.晶晶闸闸管管过过流流保保护护，2.2.晶晶闸闸管管过压保护。过压保护。3.3.电机的过电流保护。电机的过电流保护。触发电路的选择。触发电路的选择。逻辑无环流控制器逻辑无环流控制器DLCDLC的设计。的设计。MatlabMatlab的仿真。的仿真。THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!