7.5kw鼓風機無級調速電路01

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學電力電子技術電力電子技術課程設計（論文）課程設計（論文）題目：題目：7.5kW鼓風機無級調速電路鼓風機無級調速電路院（系）：院（系）： 工程技術學院工程技術學院專業(yè)班級：專業(yè)班級： 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化111111學學 號：號： 111902001111902001 學生姓名：學生姓名： 孫天石孫天石 指導教師：指導教師： （簽字）起止時間：起止時間： 2013/12/162013/12/16至至2013/12/272013/12/27 本科生課程設計（論文）III課程設計（論文）任務及評語課程設計（論文）任務及評語院（系）：工程技術學院 教研

2、室： 注：成績：平時20% 論文質量60% 答辯20% 以百分制計算學 號學生姓名專業(yè)班級課程設計（論文）題目7.5kW鼓風機無級調速電路鼓風機無級調速電路課程設計（論文）任務課題完成的設計任務及功能、要求、技術參數(shù)課題完成的設計任務及功能、要求、技術參數(shù)實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能鼓風機廣泛應用于隧道、地下車庫、高級民用住宅、冶金、廠礦等場所的通風換氣及消防高溫排煙。設計任務設計任務1、方案的經(jīng)濟技術論證。2、主電路設計。3、通過計算選擇器件的具體型號。4、控制電路設計。5、繪制相關電路圖。6、完成 4000 字左右說明書。要求要求1、1、文字在 4000 字左右。2、2、文中的理論分析與計算要正確。3

3、、3、文中的圖表工整、規(guī)范。4、元器件的選擇符合要求。技術參數(shù)技術參數(shù)1、交流電源：三相380V。2、輸出電壓在0380V連續(xù)可調。3、輸出電流最大值20A。4、負載為7.5kW鼓風機，功率因數(shù)0.6。5、根據(jù)實際工作情況，最小控制角取20300左右。進度計劃第 1 天：集中學習；第 2 天：收集資料；第 3 天：方案論證；第 4 天：主電路設計；第 5 天：選擇器件；第 6 天：控制電路設計；第 7 天：保護電路設計；第 8 天：電路調試或仿真；第 9 天：總結并撰寫說明書；第 10 天：答辯.指導教師評語及成績平時： 論文質量： 答辯： 總成績： 指導教師簽字： 年 月 日本科生課程設計（

4、論文）IV摘 要摘要也稱內容提要，概括研究題目的主要內容、特點，文字要精練。中文摘要一般不少于 200 字，外文摘要的內容應與中文摘要相對應。關鍵詞：關鍵詞 1；關鍵詞 2；關鍵詞 3；關鍵詞 4注意：關鍵詞不少于 2 個本科生課程設計（論文）V目 錄第 1 章 緒論 .11.1 電力電子技術概況 .11.2 本文研究內容 .2第 2 章 7.5KW 鼓風機無級調速電路電路設計.32.1 7.5KW 鼓風機無級調速電路總體設計方案 .32.2 具體電路設計 .62.2.1 主電路設計 .62.2.2 控制設計 .72.2.3 保護電路設計 .82.3 元器件型號選擇 .92.4 系統(tǒng)調試或仿真

5、、數(shù)據(jù)分析 .10第 3 章 課程設計總結 .11參考文獻 .12本科生課程設計（論文）1第 1 章 緒論1.1 電力電子技術概況結合設計概括發(fā)展技術本科生課程設計（論文）21.2 本文研究內容根據(jù)任務書內容進行描述本科生課程設計（論文）3第 2 章 7.5kW 鼓風機無級調速電路電路設計2.1 7.5kW 鼓風機無級調速電路總體設計方案根據(jù)任務書中的設計說明，進行經(jīng)濟和技術比較，確定總體方案。畫出總體方案框圖，并簡要說明各部分功能。 圖 2.1 總體設計電路電源為 380V 交流電源，為三相交流調壓電路環(huán)節(jié)提供電源，通過 KJ401 觸發(fā)器調節(jié)電壓，輸出可調的交流電壓，最后為 7.5KW 鼓

6、風機供電，實現(xiàn)無級調速。其中三相交流調壓電路采用星型連接。觸發(fā)電路7.5KW 鼓風機380v 交流輸出三相交流調壓環(huán)節(jié)輸出可調的交流電本科生課程設計（論文）4 圖 2.2 三相交流調壓星形連接電路圖 2.2 中由于沒有中線，若要負載上流過電流，至少要有兩相構成通路，至少有一相正向晶閘管與另一向的反向晶閘管同時導通。為了保證電路工作時能使兩個晶閘管同時導通，要求采用大于 60的寬脈沖或雙窄脈沖的觸發(fā)電路；為保證輸出電壓三相對稱并有一定的調節(jié)范圍，要求晶閘管的觸發(fā)信號除了必須與相應的交流電源有一致的相序外，各觸發(fā)信號之間還必須嚴格地保持一定的相位關系。對圖 2.2 的調壓電路，要求 A、B、C 三

7、相電路中正向晶閘管 T1、T3、T5 的觸發(fā)信號相位互差 120，反向晶閘管 T4、T6、T2 的觸發(fā)信號相位也差 120，而同一相中反并聯(lián)的兩個正、反向晶閘管的觸發(fā)脈沖相位應互差 180，即各晶閘管觸發(fā)脈沖的序列應按 T1、T2、T6 的次序，相鄰兩個晶閘管的觸發(fā)信號位差為 60。為使負載上能得到全電壓，晶閘管應能全導通，因此應選用電源相應波形起始點作為控制角 =0的時刻，該點作為觸發(fā)角 的基準點。當 為其他角度時，會出現(xiàn)有時三相均有晶閘管導通，有時之兩個晶閘管導通。對于三相導通的情況，導通相負載上電壓為各項電壓。對于兩相導通的情況，導通的兩相每相負載上的電壓為其線電壓的一半，不導通相得負載

8、電壓為零。為方便理解，下面列出不同 時負載相電壓波形及晶閘管導通區(qū)間波形。為方便理解，下面列出不同 時負載相電壓波形及晶閘管導通區(qū)間波形。圖 2.3 30晶閘管導通區(qū)間本科生課程設計（論文）5 圖 2.4 60晶閘管導通區(qū)間 圖 2.5 120晶閘管導通區(qū)間對圖 2.2 的電路工作情況分析如下：（1）當 060時，三相導通和兩相導通情況交替出現(xiàn)。三相導通時，每相 電阻電壓為相電壓；兩相導通時，導通相電阻電壓為導通兩相電壓的一半，不導通相電阻電壓為零。（2）當 6090時，由于任何瞬時都是兩相導通，所以導通相電阻電壓為 導通兩相線電壓的一半；同上一樣，不導通相電阻電壓為零。（3）當 90150時

9、，會有一區(qū)段內三個元件均不導通，這就是三相不導通 的情況。在這一段區(qū)間內，會出現(xiàn)兩相導通或者都不導通的情況。兩相導通時負輸出電壓如前所訴。三相都不通時，則三相負載電壓都為零。（4）當150時，觸發(fā)脈沖不起作用，晶閘管不導通。由以上分析可得結論：交流調壓所得的負載電壓和電流都不是正弦波，且隨著角增大，負載電壓相應變小，負載電流開始出現(xiàn)斷續(xù)。當負載為電感性時，交流調壓輸出的波形就不僅與有關，也與負載的阻感抗角有關，這時負載電流和電壓波形也不再同相了，其移相角范圍150。由于三相交流調壓帶阻感性負載的工作比較復雜，很難理論上給出定量的分析，所以在本文后面將結合其仿真進行分析。本科生課程設計（論文）6

10、2.2 具體電路設計2.2.1 主電路設計主電路設計如下圖所示： 圖 2.6 鼓風機無極調速原理圖 三相交流調壓器的 6 只晶閘管的觸發(fā)相位自 V1 至 V6 依次相隔 60（如圖2.6 所示），負載為 Y 型連接。在改變控制角 時，該調壓器有 2 種不同的工作狀態(tài)：在同一時刻，每一項有 1 只晶閘管導通，為第 1 類工作狀態(tài)；在同一時刻，有一相有 2 只晶閘管都不導通而另兩項各有 1 只晶閘管導通，為第 2 類工作狀態(tài)。在電阻負載時， 在 0到 30之間為第 1 類工作狀態(tài)，在 30為第 1 類和第2 類工作狀態(tài)相交替，30至 180之間按第 2 類工作狀態(tài)工作，且當 90時，電流斷續(xù)。在感

11、性負載下，輸出電壓與電流有相位差，電壓過零時，晶閘管經(jīng)過延滯角后關斷。因此考慮控制角 ，負載功率因數(shù)角 才能得到個時間段的工作狀態(tài)。只有 時，輸出電壓才隨 的增大而減小，起到調壓作用，因此，SCR 的觸發(fā)控制需要滿足以上關系。2.2.2 控制設計KJ004 可控硅移相觸發(fā)電路適用于單相、三相全控橋式供電裝置中，作可控硅的雙路脈沖移相觸發(fā)。KJ004 器件輸出兩路相差 180 度的移相脈沖，可以方便地構成全控橋式觸發(fā)器線路。該電路具有輸出負載能力大、移相性能好、正負半周脈沖相位均衡性好、移相范圍寬、對同步電壓要求低，有脈沖列調制輸出端等功能與特點。本科生課程設計（論文）7圖 2.7 kj004

12、內部原理圖電路由同步檢測電路、鋸齒波形成電路、偏形電壓、移相電壓及鋸齒波電壓綜合比較放大電路和功率放大電路四部分組成。原理見圖 2.8，鋸齒波的斜率決定于外接電阻 R6、RW1，流出的充電電流和積分電容 C1 的數(shù)值。對不同的移相控制電壓 VY，只有改變權電阻 R1、R2 的比例，調節(jié)相應的偏移電壓 VP。同時調整鋸齒波斜率電位器 RW1，可以使不同的移相控制電壓獲得整個移相范圍。觸發(fā)電路為正極性型，即移相電壓增加，導通角增大。R7 和 C2 形成微分電路，改變 R7和 C2 的值，可獲得不同的脈寬輸出。KJ001 的同步電壓為任意值。本科生課程設計（論文）8 圖 2.8 觸發(fā)電路原理圖 電參

13、數(shù)：1電源電壓：直流+15V、-15V，允許波動土 5(10時功能正常)。 2電源電流：正電流15mA，負電流10mA。 3同步電壓：任意值。 4同步輸入端允許最大同步電流：6mA(有效值) 5移相范圍1700(同步電壓 30V，同步輸入電阻 15k)6鋸齒波幅度：10V(幅度以鋸齒波平頂為準)。本科生課程設計（論文）97輸出脈沖： (1)寬度：400S2mS(通過改變脈寬阻容元件達到)。 (2)幅度：13V。(3)KJ004 最大輸出能力 100mA(流出脈沖電流)。 (4)輸出管反壓：BVCEO18V(測試條件 Ie100A)。 8正負半周脈沖相位不均衡30。9使用環(huán)境溫度為四級：C：070 R：-5585 E：-4085 M：-55125。2.2.3 保護電路設計本科生課程設計（論文）102.3 元器件型號選擇本科生課程設計（論文）112.4 系統(tǒng)調試或仿真、數(shù)據(jù)分析本科生課程設計（論文）12第 3 章 課程設計總結本科生課程設計（論文）13參考文獻1 王兆安主編.電力電子技術.第四版.北京：機械工業(yè)出版社,20032 郝萬新主編.電力電子技術.化學工業(yè)出版社, 200