十機(jī)架連軋機(jī)分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì).doc

課題：十機(jī)架連軋機(jī)分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)以十個(gè)機(jī)架為準(zhǔn)，每個(gè)機(jī)架對(duì)應(yīng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，由此形成十個(gè)部分，各部分電動(dòng)機(jī)參數(shù)集中列于表中，其中P/kW為額定功率Un/V為額定電壓In/A為額定電流n/(r/min)為額定轉(zhuǎn)速Ra/ 為電機(jī)內(nèi)阻，GDa2 / N.m2為電動(dòng)機(jī)飛輪力矩P為極對(duì)數(shù)I/A為額定勵(lì)磁電流。1. 整流變壓器的計(jì)算與選擇在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置間的相互干擾，要求它們相互隔離，故通常均要配用整流變壓器。 整流變壓器的電壓 整流變壓器的一次側(cè)直接與電網(wǎng)相連，當(dāng)一次側(cè)繞組Y接時(shí)，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)相電壓；當(dāng)一次繞組接時(shí)，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)線電壓。整流變壓器的二次側(cè)相電壓U2與整流電路形式、電動(dòng)機(jī)額定電壓Un、晶閘管裝置壓降、最小控制角min 及電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù) 有關(guān)，可按下式近似計(jì)算 U2 = （1）式中K為安全系數(shù)，一般取為1.051.10左右。整流變壓器的電流 整流變壓器的二次側(cè)相電流I2和一次側(cè)相電流I1與整流電路的形式、負(fù)載性質(zhì)和電動(dòng)機(jī)額定電流In有關(guān)，可分別計(jì)算如下 I2 = K2 In （2）I1 = （3）整流變壓器的容量 整流變壓器的二次側(cè)容量S2 、一次側(cè)容量S1 和平均計(jì)算容量S可分別計(jì)算如下 S2 = m2U2I2 （4）S1 = m1U1I1 （5）S = （6）其中m1 、 m2分別為一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)。2整流元件的計(jì)算與選擇正確選擇晶閘管和整流管，能夠使晶閘管裝置在保證可靠運(yùn)行的前提下降低成本。選擇整流元件主要是合理選擇它的額定電壓U和額定電流（通態(tài)平均電流）IT ，它們與整流電路形式、負(fù)載性質(zhì)、整流電壓及整流電流平均值、控制角的大小等因素有關(guān)。一般按=0計(jì)算，且同一裝置中的晶閘管和整流管的額定參數(shù)算法相同。整流元件的額定電壓U 整流元件的額定電壓U與元件實(shí)際承受的最大峰值電壓有關(guān)，即 U=（23）Um （7）式中（23）為安全系數(shù)，要求可靠性高時(shí)取較大值。整流元件的額定電流IT 整流元件的額定電流IT最大負(fù)載電流I有關(guān)，即 IT=（1.52.0）KI （8）式中K為計(jì)算參數(shù)，（1.52.0）為安全系數(shù)。3電抗器的計(jì)算與選擇 為了提高晶閘管裝置對(duì)負(fù)載供電的性能及運(yùn)行的安全可靠性，通常需在直流側(cè)串聯(lián)帶有空氣隙的鐵心電抗器，其主要參數(shù)為額定電流In和電感量L1 用于限制輸出電流脈動(dòng)的臨界電感Lm/ Lm= （9）式中 S為電流脈動(dòng)系數(shù)，取5%20%； Su為電壓脈動(dòng)系數(shù)； f為輸出脈動(dòng)電流的基波頻率，單位為HZ.Su與f與電路形式有關(guān)。用于保證輸出電流連續(xù)的臨界電感L1/ L1= （10）式中 I要求的最小負(fù)載電流平均值，A; K1為計(jì)算系數(shù)。直流電動(dòng)機(jī)的漏電感La/ La= （11）式中 KD為計(jì)算系數(shù)，對(duì)于一般無補(bǔ)償繞組電動(dòng)機(jī)，KD=812；對(duì)于快速無補(bǔ)償繞組電動(dòng)機(jī)，KD=56。其余參數(shù)均為電機(jī)額定值。折合到整流變壓器二次側(cè)的每相漏電感LB/LB= （12） 式中U%為變壓器的短路比，一般取為5%； KB為計(jì)算系數(shù)。 實(shí)際應(yīng)串入的平波電抗器L/ L=max(Lm,L1)-La-2LB （13）式中max表示取其中的最大值。電樞回路總電感L= L+ La+2 LB4.電阻的計(jì)算電動(dòng)機(jī)電樞電阻 Ra整流變壓器折合到二次側(cè)的每相電阻RB RB= （14） 式中為變壓器的最大效率，一般取為95%。整流變壓器漏抗引起的換向重疊壓降所對(duì)應(yīng)的電阻R 對(duì)三相零式電路 R=3XB/2 （15） 對(duì)三相橋式電路 R=3XB/ （16）式中XB=2L。電樞回路總電阻R= Ra+ RK+ Rhx+2RB （17）式中, RK為平波電抗器的電阻，可從電抗器產(chǎn)品手冊(cè)中查得或?qū)崪y(cè)。5時(shí)間常數(shù)的計(jì)算電磁時(shí)間常數(shù) T1=L/ R （18）機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm= （19）6. 保護(hù)元件的計(jì)算與選擇交流側(cè)阻容過壓保護(hù) 交流側(cè)過壓保護(hù)電容（單位為）的計(jì)算公式是 C （20）式中 S整流變壓器的平均計(jì)算容量，VA;i0%變壓器勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù)，對(duì)于10560kVA的三相變壓一般取i0%=410。電容C(單位為)的交流耐壓應(yīng)大于或等于1.5Uc，U是阻容兩端正常工作時(shí)的交流電壓有效值。 交流側(cè)過壓保護(hù)電阻的計(jì)算公式是 R （21）式中,u%為變壓器的短路比，對(duì)于101000kVA的變壓器，對(duì)應(yīng)u%=510。 電阻功率P可在下式范圍內(nèi)選取 （23）（2f）2K1(CR)CUPR(12)（2f）2K1(CR)+ K2CU （22） 式中： R和C為上述阻容計(jì)算值； f和U電源頻率（HZ）和變壓器二次側(cè)相電壓（V）; （23）和(12) 安全系數(shù)； K1 計(jì)算系數(shù)，對(duì)于單相K1=1；對(duì)于三相K1=3； K2 計(jì)算系數(shù)，對(duì)于單相K2=200；對(duì)于三相半波：阻容接法K2=450；阻容Y接法K2=150; 對(duì)于三相橋式：阻容接法K2=900；阻容Y接法K2=300。 當(dāng)CR0.2ms時(shí)，所選PR值接近于上式之右方； 當(dāng)CR5 ms時(shí)，所選PR值接近于上式之左方；不同接法下阻容的實(shí)際取值：交流側(cè)壓敏電阻過壓保護(hù) 單相電路用一只壓敏電阻；三相電路用三只壓敏電阻，可接成Y形或形。 壓敏電阻的額定電阻 U1mA U1mA （23）式中 Um壓敏電阻承受的額定電壓峰值，V; 電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，取為1.051.10；0.80.9安全系數(shù)。 壓敏電阻的通流容量I I(2050) I2 （24） 壓敏電阻的殘壓（即限壓值）U UKU1mA （25）式中, K為殘壓比。當(dāng)I100A時(shí)，K=1.82；當(dāng)I3kA時(shí)，K3。壓敏電阻的殘壓U必須小于整流元件的耐壓值。直流側(cè)阻容和壓敏電阻過壓保護(hù) 可參照交流側(cè)的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。晶閘管元件過壓保護(hù)限制關(guān)斷過電壓的阻容RC的經(jīng)驗(yàn)公式 C=(24) IT10 （26） R=1030 （27） P= （28）式中C的單位為F；R的單位為; P的單位為W. 阻容RC的經(jīng)驗(yàn)根據(jù)晶閘管裝置的過流保護(hù) 直流側(cè)快速熔斷器熔體額定電流 I1.5I （29） 交流側(cè)快速熔斷器 熔體額定電流 I1.5I （30） 晶閘管元件串聯(lián)快速熔斷器熔體額定電流 I I 1.57I （31） 總電流快速熔斷器熔體額定電流 I1.5I （32）所有快速熔斷器的額定電流均需大于其熔體額定電流；快速熔斷器的額定電壓均應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。直流側(cè)過流繼電器 動(dòng)作電流小于或等于1.2I交流側(cè)過流繼電器