十機架連軋機分部傳動直流調速系統的設計78103

1、課題：十機架連軋機分部傳動直流調速系統的設計1.電動機參數以十個機架為準，每個機架對應一臺電動機，由此形成十個部分，各部分電 動機參數集中列于表中，其中Pn/kW為額定功率、Un/V為額定電壓、In/A為額 定電流、nn /(r/min)為額定轉速、Ra/門為電機內阻，GDa2 /N.m2為電動機飛輪力 矩、P為極對數、I fn/A為額定勵磁電流。For personal use only in study and research; not for commercial use表1各分部電動機額定參數機架型號電動機型號Pa/kWUn/VIn/An n/(r/mi n)RaQI fn/AGDa

2、2/(N.m2)P/對1Z2-926723029114500.24.9868.6012Z1-914823020914500.33.7758.0213Z1-823523015214500.42.6731.3614Z1-812623011314500.52.76527.4415Z2-721923082.5514500.73.0511.7616Z1-71142306114500.82.179.817Z1-621123047.814500.90.9566.3918Z1-618.52303714501.01.145.4919Z1-52623026.114501.11.113.92110Z1-514.22

3、3018.2514501.21.0453.4311.整流變壓器的計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電壓往往不一致； 此外，為了盡量減小電網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直接與電網相連，當一次側繞組Y接時，一次側相電壓U1等于電網相電壓；當一次繞組接時，一次側相電壓U1等于電網線電壓。整流變壓器的二次側相電壓 U2與整流電路形式、電動機額定電壓 Un、晶閘 管裝置壓降、最小控制角:.min及電網電壓波動系數；有關，可按下式近似計算(1)U2 =sAB式中KZ為安全系數，一般取為1.051.1

4、0左右整流變壓器的電流整流變壓器的二次側相電流I 2和一次側相電流I 1與整流電路的形式、負載性質和電動機額定電流 I n有關，可分別計算如下12 = K2 I n( 2)(3)K1U2I2U1整流變壓器的容量整流變壓器的二次側容量S2、一次側容量Si和平均計算容量S可分別計算如下(4)(5)(6)S2 = m2U 212Si = m1U 1111S = -(S1 S2)2其中m1、m2分別為一次側與二次側繞組的相數2 整流元件的計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 UKn和額定電流(通態(tài)平均電流)It，它們

5、與整流電路形式、負載性質、整流電壓及整流電流平均值、控制 角的大小等因素有關。一般按:=0計算，且同一裝置中的晶閘管和整流管的 額定參數算法相同。整流元件的額定電壓U Kn 整流元件的額定電壓U Kn與元件實際承受的最大峰值電壓有關，即Uka= ( 2 3) U m式中(23)為安全系數，要求可靠性高時取較大值。整流元件的額定電流I T 整流元件的額定電流I T最大負載電流I m有關,(8)It= (1.52.0 ) Kfb I m式中心匕為計算參數，（1.52.0 ）為安全系數。3 電抗器的計算與選擇為了提高晶閘管裝置對負載供電的性能及運行的安全可靠性，通常需在直流側串聯帶有空氣隙的鐵心電抗

6、器，其主要參數為額定電流I n和電感量Lk.用于限制輸出電流脈動的臨界電感 Lm/mH(9)豈1032 fdSIn式中S1 為電流脈動系數，取5%20%S u 為電壓脈動系數;d為輸出脈動電流的基波頻率，單位為HZSU與f d與電路形式有關。用于保證輸出電流連續(xù)的臨界電感 Li/mHk1u2L1 =I min(10)式中Jin 要求的最小負載電流平均值，A;minK 1為計算系數。直流電動機的漏電感La/mHKDUnLa=叱匚1032n pnnI N(11)式中Kd為計算系數，對于一般無補償繞組電動機,Kd=812;對于快速無補償繞組電動機，K d=56。其余參數均為電機額定值。折合到整流變壓

7、器二次側的每相漏電感 Lb/mH（Lb=步%100In式中U k %為變壓器的短路比，一般取為 5%K B 為計算系數。實際應串入的平波電抗器LK/ mHL K =max（Lm,Li）-La-2LB式中max表示取其中的最大值。電樞回路總電感Le = Lk + La+2 Lb4. 電阻的計算電動機電樞電阻 Ra整流變壓器折合到二次側的每相電阻Rb2SRb=±（i_h ）9（l max）If式中max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應的電阻R hx對三相零式電路R hx =3Xb/2二對三相橋式電路Rhx=3XB/二式中 Xb=2 二 f Lb

8、。電樞回路總電阻Rs = Ra+ Rk+ Rhx+2RB式中，Rk為平波電抗器的電阻，可從電抗器產品手冊中查得或實測。5. 時間常數的計算電磁時間常數T1=Ls/ R匸2機電時間常數Tm= -G- 375CeCm6. 保護元件的計算與選擇交流側阻容過壓保護(14)(15)(16)(17)(18)(19)2i0%SU；(20) 交流側過壓保護電容（單位為JF ）的計算公式是式中S整流變壓器的平均計算容量， V A;i 0%變壓器勵磁電流百分數，對于10560kV - A的三相變壓一般取i。=4 10。電容C（單位為）的交流耐壓應大于或等于1.5Uc, Uc是阻容兩端正常工作 時的交流電壓有效值。

9、 交流側過壓保護電阻的計算公式是(21)對應(22)V)；6.9U； Uk%R?:S io%式中,Uk%為變壓器的短路比，對于101000kV- A的變壓器，uk %=5 10。電阻功率P可在下式范圍內選取（23） （2 二 f） 2K1（CR）CU2 V FR< （12） （2二 f） 2K（CR）+ KJCU；式中：R和C-為上述阻容計算值；f和U電源頻率（HZ）和變壓器二次側相電壓（23）和（12）安全系數；K1計算系數，對于單相K1=1 ;對于三相K1=3;K2計算系數，對于單相K2=200;對于三相半波：阻容接法Kf450;阻容丫接法Kf150;對于三相橋式：阻容接法 Kf90

10、0; 阻容丫接法&=300。當CF< 0.2ms時，所選FR值接近于上式之右方；當CR> 5 ms時，所選Pr值接近于上式之左方； 不同接法下阻容的實際取值：交流側壓敏電阻過壓保護單相電路用一只壓敏電阻；三相電路用三只壓敏電阻，可接成丫形或形。 壓敏電阻的額定電阻 U 1mAU1mA> L（ 23）0.8 0.9式中 Um-壓敏電阻承受的額定電壓峰值，V；電網電壓升高系數，取為1.051.10 ;0.80.9 安全系數。 壓敏電阻的通流容量I yI y > (2050) 12(25) 壓敏電阻的殘壓(即限壓值)UyUy > Ky UlmA式中，Ky為殘壓比

11、。當Iy < 100A時，Ky=1.82;當Iy > 3kA時，Ky<3壓敏電阻的殘壓Uy必須小于整流元件的耐壓值。直流側阻容和壓敏電阻過壓保護可參照交流側的計算方法進行計晶閘管元件過壓保護限制關斷過電壓的阻容 RC的經驗公式C=(R=P24) I tX 10”10 30= 0.45U(26)(27)(28)式中C的單位為J F; R的單位為門;P R的單位為 W. 阻容RC的經驗根據晶閘管裝置的過流保護 直流側快速熔斷器熔體額定電流I krz < 1.5I n(29) 交流側快速熔斷器熔體額定電流IKRj < 1.5I 2(30) 晶閘管元件串聯快速熔斷器熔體額

12、定電流IK < I KR < 1.57I T(31) 總電流快速熔斷器熔體額定電流 IKRD< 1.5I(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 壓均應大于線路正常工作電壓的有效值。直流側過流繼電器動作電流小于或等于1.2I交流側過流繼電器動作電流小于或等于（1.11.2 ） I 2。交直流側的過流繼電器額定電流均應大于或等于其動作電流，額定電壓正常工作電壓。7控制元件的計算與選擇總電源自動開關 動作電流小于或等于 1.2I 1。交流接觸器 變壓器一次側用：額定電流小于或等于1.2I 1。 變壓器二次側用：額定電流小于或等于1.2I 2 。僅供個人用于學習、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, omlmerziellen Zwecken verwendet werden.Pour