7.5kW鼓风机无级调速电路01

辽宁工业大学电力电子技术课程设计（论文）题目：7.5kW鼓风机无级调速电路院（系）：工程技术学院专业班级：电气工程及其自动化111学号：111902001学生姓名：孙天石指导教师：（签字）起止时间：2013/12/16至2013/12/27本科生课程设计（论文）III课程设计（论文）任务及评语院（系）：工程技术学院教研室：注：成绩：平时20%论文质量60%答辩20%以百分制计算学号学生姓名专业班级课程设计（论文）题目7.5kW鼓风机无级调速电路课程设计（论文）任务课题完成的设计任务及功能、要求、技术参数实现功能鼓风机广泛应用于隧道、地下车库、高级民用住宅、冶金、厂矿等场所的通风换气及消防高温排烟。设计任务1、方案的经济技术论证。2、主电路设计。3、通过计算选择器件的具体型号。4、控制电路设计。5、绘制相关电路图。6、完成4000字左右说明书。要求1、1、文字在4000字左右。2、2、文中的理论分析与计算要正确。3、3、文中的图表工整、规范。4、元器件的选择符合要求。技术参数1、交流电源：三相380V。2、输出电压在0～380V连续可调。3、输出电流最大值20A。4、负载为7.5kW鼓风机，功率因数0.6。5、根据实际工作情况，最小控制角取20～300左右。进度计划第1天：集中学习；第2天：收集资料；第3天：方案论证；第4天：主电路设计；第5天：选择器件；第6天：控制电路设计；第7天：保护电路设计；第8天：电路调试或仿真；第9天：总结并撰写说明书；第10天：答辩.指导教师评语及成绩平时：论文质量：答辩：总成绩：指导教师签字：年月日本科生课程设计（论文）IV摘要摘要也称内容提要，概括研究题目的主要内容、特点，文字要精练。中文摘要一般不少于200字，外文摘要的内容应与中文摘要相对应。关键词：关键词1；关键词2；关键词3；关键词4注意：关键词不少于2个本科生课程设计（论文）V目录第1章绪论..........................................................11.1电力电子技术概况.............................................11.2本文研究内容.................................................2第2章7.5KW鼓风机无级调速电路电路设计..............................32.17.5KW鼓风机无级调速电路总体设计方案..........................32.2具体电路设计.................................................62.2.1主电路设计.............................................62.2.2控制设计...............................................62.2.3保护电路设计...........................................92.3元器件型号选择..............................................102.4系统调试或仿真、数据分析....................................11第3章课程设计总结.................................................12参考文献............................................................13本科生课程设计（论文）1第1章绪论1.1电力电子技术概况结合设计概括发展技术本科生课程设计（论文）21.2本文研究内容根据任务书内容进行描述本科生课程设计（论文）3第2章7.5kW鼓风机无级调速电路电路设计2.17.5kW鼓风机无级调速电路总体设计方案根据任务书中的设计说明，进行经济和技术比较，确定总体方案。画出总体方案框图，并简要说明各部分功能。图2.1总体设计电路电源为380V交流电源，为三相交流调压电路环节提供电源，通过KJ401触发器调节电压，输出可调的交流电压，最后为7.5KW鼓风机供电，实现无级调速。其中三相交流调压电路采用星型连接。触发电路7.5KW鼓风机380v交流输出三相交流调压环节输出可调的交流电本科生课程设计（论文）4图2.2三相交流调压星形连接电路图2.2中由于没有中线，若要负载上流过电流，至少要有两相构成通路，至少有一相正向晶闸管与另一向的反向晶闸管同时导通。为了保证电路工作时能使两个晶闸管同时导通，要求采用大于60°的宽脉冲或双窄脉冲的触发电路；为保证输出电压三相对称并有一定的调节范围，要求晶闸管的触发信号除了必须与相应的交流电源有一致的相序外，各触发信号之间还必须严格地保持一定的相位关系。对图2.2的调压电路，要求A、B、C三相电路中正向晶闸管T1、T3、T5的触发信号相位互差120°，反向晶闸管T4、T6、T2的触发信号相位也差120°，而同一相中反并联的两个正、反向晶闸管的触发脉冲相位应互差180°，即各晶闸管触发脉冲的序列应按T1、T2、T6的次序，相邻两个晶闸管的触发信号位差为60°。为使负载上能得到全电压，晶闸管应能全导通，因此应选用电源相应波形起始点作为控制角α=0°的时刻，该点作为触发角α的基准点。当α为其他角度时，会出现有时三相均有晶闸管导通，有时之两个晶闸管导通。对于三相导通的情况，导通相负载上电压为各项电压。对于两相导通的情况，导通的两相每相负载上的电压为其线电压的一半，不导通相得负载电压为零。为方便理解，下面列出不同α时负载相电压波形及晶闸管导通区间波形。为方便理解，下面列出不同α时负载相电压波形及晶闸管导通区间波形。图2.330晶闸管导通区间本科生课程设计（论文）5图2.460晶闸管导通区间图2.5120晶闸管导通区间对图2.2的电路工作情况分析如下：（1）当060时，三相导通和两相导通情况交替出现。三相导通时，每相电阻电压为相电压；两相导通时，导通相电阻电压为导通两相电压的一半，不导通相电阻电压为零。（2）当6090时，由于任何瞬时都是两相导通，所以导通相电阻电压为导通两相线电压的一半；同上一样，不导通相电阻电压为零。（3）当90150时，会有一区段内三个元件均不导通，这就是三相不导通的情况。在这一段区间内，会出现两相导通或者都不导通的情况。两相导通时负输出电压如前所诉。三相都不通时，则三相负载电压都为零。（4）当150时，触发脉冲不起作用，晶闸管不导通。由以上分析可得结论：交流调压所得的负载电压和电流都不是正弦波，且随着角增大，负载电压相应变小，负载电流开始出现断续。当负载为电感性时，交流调压输出的波形就不仅与有关，也与负载的阻感抗角有关，这时负载电流和电压波形也不再同相了，其移相角范围~150。由于三相交流调压带阻感性负载的工作比较复杂，很难理论上给出定量的分析，所以在本文后面将结合其仿真进行分析。本科生课程设计（论文）62.2具体电路设计2.2.1主电路设计主电路设计如下图所示：图2.6鼓风机无极调速原理图三相交流调压器的6只晶闸管的触发相位自V1至V6依次相隔60°（如图2.6所示），负载为Y型连接。在改变控制角α时，该调压器有2种不同的工作状态：在同一时刻，每一项有1只晶闸管导通，为第1类工作状态；在同一时刻，有一相有2只晶闸管都不导通而另两项各有1只晶闸管导通，为第2类工作状态。在电阻负载时，α在0°到30°之间为第1类工作状态，在30°为第1类和第2类工作状态相交替，30°至180°之间按第2类工作状态工作，且当α＞90°时，电流断续。在感性负载下，输出电压与电流有相位差，电压过零时，晶闸管经过延滞角后关断。因此考虑控制角α，负载功率因数角φ才能得到个时间段的工作状态。只有α＞φ时，输出电压才随α的增大而减小，起到调压作用，因此，SCR的触发控制需要满足以上关系。2.2.2控制设计KJ004可控硅移相触发电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中，作可控硅的双路脉冲移相触发。KJ004器件输出两路相差180度的移相脉冲，可以方便地构成全控桥式触发器线路。该电路具有输出负载能力大、移相性能好、正负半周脉冲相位均衡性好、移相范围宽、对同步电压要求低，有脉冲列调制输出端等功能与特点。本科生课程设计（论文）7图2.7kj004内部原理图电路由同步检测电路、锯齿波形成电路、偏形电压、移相电压及锯齿波电压综合比较放大电路和功率放大电路四部分组成。原理见图2.8，锯齿波的斜率决定于外接电阻R6、RW1，流出的充电电流和积分电容C1的数值。对不同的移相控制电压VY，只有改变权电阻R1、R2的比例，调节相应的偏移电压VP。同时调整锯齿波斜率电位器RW1，可以使不同的移相控制电压获得整个移相范围。触发电路为正极性型，即移相电压增加，导通角增大。R7和C2形成微分电路，改变R7和C2的值，可获得不同的脉宽输出。KJ001的同步电压为任意值。本科生课程设计（论文）8图2.8触发电路原理图电参数：1．电源电压：直流+15V、-15V，允许波动土5％(±10％时功能正常)。2．电源电流：正电流≤15mA，负电流≤10mA。3．同步电压：任意值。4．同步输入端允许最大同步电流：6mA(有效值)5．移相范围≥1700(同步电压30V，同步输入电阻15kΩ)6．锯齿波幅度：≥10V(幅度以锯齿波平顶为准)。7．输出脉冲：(1)宽度：400μS—2mS(通过改变脉宽阻容元件达到)。本科生课程设计（论文）9(2)幅度：≥13V。(3)KJ004最大输出能力100mA(流出脉冲电流)。(4)输出管反压：BVCEO≥18V(测试条件Ie≤100μA)。8．正负半周脉冲相位不均衡≤±30。9．使用环境温度为四级：C：0—70℃R：-55—85℃E：-40—85℃M：-55—125℃。2.2.3保护电路设计本科生课程设计（论文）102.3元器件型号选择本科生课程设计（论文）112.4系统调试或仿真、数据分析本科生课程设计（论文）12第3章课程设计总结本科生课程设计（论文）13参考文献[1]王兆安主编.电力电子技术.第四版.北京：机械工业出版社,2003[2]郝万新主编.电力电子技术.化学工业出版社,2002[3]孟志强主编.电力电子技术.晶闸管中频感应逆变电源的附加振荡启动方法,2003.6[4]吕宏主编.电力电子技术.感应加热电源的PWM-PFM控制方法,2003.1[5]吴雷主编.电力电子技术.基于DSP大功率中频感应焊机的研究,2003.4[6]李金刚主编..电力电子技术.基于DSP感应加热电源频率跟踪控制的实现,2003.4注意：中文用小四宋体，英文用小四TimesNewRoman。参考文献不少于五篇