V-M轉(zhuǎn)速,電流雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 目錄第一章 概論 1.1 設(shè)計(jì)目的1.2 設(shè)計(jì)要求1.3 電機(jī)參數(shù)第二章 基本原理1.1 系統(tǒng)的組成1.2 系統(tǒng)電路原理圖第三章 直流雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器以及觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)3.1 獲得系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)象3.2 電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)3.3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)3.4 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)第四章 主電路及保護(hù)電路的設(shè)計(jì)4.1 主電路原理4.2 整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算4.3 整流元件參數(shù)計(jì)算4.4 平波電抗器的參數(shù)計(jì)算4.5 晶閘管保護(hù)的計(jì)算4.6 直流側(cè)保護(hù)4.7 交流側(cè)保護(hù)4.8 勵(lì)磁電路4.9 轉(zhuǎn)速檢測(cè)電路4.10 穩(wěn)壓電路結(jié)論參考文獻(xiàn)心得體會(huì) 第一章概論 今天我們我們課設(shè)的題目是vm轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流不可逆直

2、流調(diào)速系統(tǒng)，直流調(diào)速系統(tǒng)具有調(diào)速范圍廣、精度高、動(dòng)態(tài)性能好和易于控制等優(yōu)點(diǎn)，所以在電氣傳動(dòng)中獲得了廣泛應(yīng)用。本文從直流電動(dòng)機(jī)的工作原理入手，建立了雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并詳細(xì)分析了系統(tǒng)的原理及其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。然后按照自動(dòng)控制原理，對(duì)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行分析和計(jì)算，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求隨著社會(huì)化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展，電力傳動(dòng)裝置在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的得到廣泛應(yīng)用，對(duì)其生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，這就需要越來(lái)越多的生產(chǎn)機(jī)械能夠?qū)崿F(xiàn)制動(dòng)調(diào)速，因此我們就要對(duì)這樣的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)作一些深入的了解和研究。 本次設(shè)計(jì)包括主電路和控制回路的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)通過(guò)分析直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的

3、電路原理圖。同時(shí)，采用工程設(shè)計(jì)的方法對(duì)直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速兩個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)，先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后將整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，再來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。遵從確定時(shí)間常數(shù)、選擇調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)、計(jì)算調(diào)節(jié)器參數(shù)、校驗(yàn)近似條件的步驟一步一步的實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)器的具體設(shè)計(jì)。之后，再對(duì)系統(tǒng)的起動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析，以了解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。雙閉環(huán)控制可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋的分別作用，從而獲得良好的靜，動(dòng)態(tài)性能。其良好的動(dòng)態(tài)性能主要體現(xiàn)在其抗負(fù)載擾動(dòng)以及抗電網(wǎng)電壓擾動(dòng)之上。正由于雙閉環(huán)調(diào)速的眾多優(yōu)點(diǎn)，所以在此有必要對(duì)其最優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的探討和研究。本次課程設(shè)計(jì)目的就是旨在對(duì)雙閉環(huán)進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì)關(guān)鍵詞

4、： 雙閉 電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 設(shè)計(jì) 1.1設(shè)計(jì)目的1通過(guò)對(duì)實(shí)際綜合實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。2為畢業(yè)設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。3熟悉相關(guān)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。4加深對(duì)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)這一課程的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。1.2、設(shè)計(jì)要求1調(diào)速范圍D=20.無(wú)靜差。在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)要求轉(zhuǎn)速無(wú)極，平滑可調(diào)2電流超調(diào)量i5% 轉(zhuǎn)速超調(diào)量n103.中頻寬h=51.3、電機(jī)參數(shù) 型號(hào)為z2-32直流電動(dòng)機(jī)，額定容量2.2kw，額定電壓220v，額定電流12.5A，最大電流18.75A，額定轉(zhuǎn)速1500rpm,額定勵(lì)磁0.61A,GD2等于0.105，電動(dòng)機(jī)電樞電感10 mH.電動(dòng)機(jī)電樞電阻改為

5、1.3 其他參數(shù)，整流側(cè)內(nèi)阻0.037整流變壓器漏感0.24mH。電抗器直流電阻0.024。電抗器電感3.2 mH第2章基本原理2.1系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)是應(yīng)用最廣、性能很好的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)的單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿(mǎn)足要求了。如題1所示，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過(guò)程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過(guò)程。所以，我們希望達(dá)到的控制：?jiǎn)?dòng)過(guò)程只有電流負(fù)反

6、饋，沒(méi)有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋；達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后只有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。故而采用轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器來(lái)組成系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別在系統(tǒng)中起作用，可以在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，即分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋。二者之間實(shí)行嵌套（或稱(chēng)串級(jí)）連接，如圖2所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱(chēng)作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面，稱(chēng)作外環(huán)。這就組成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。2.2系統(tǒng)的電路原理圖為了獲得良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電路兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，這樣組成的直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電

7、路原理圖如圖3所示。圖中ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，ACR為電流調(diào)節(jié)器，TG表示測(cè)速發(fā)電機(jī)，TA表示電流互感器，GT是觸發(fā)電路，UPE是電力電子變換器。圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，它們是按照電力電子變換器的控制電壓為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。圖中還標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給的電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓第3章直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器以及觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)將運(yùn)用工程設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器。按照設(shè)計(jì)多環(huán)控制系統(tǒng)先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的一般原則

8、，從內(nèi)環(huán)開(kāi)始，逐步向外擴(kuò)展。在雙閉環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)該首先設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器，然后把整個(gè)電流環(huán)看作是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，再設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器。3.1獲得系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)象根據(jù)圖3直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖可以方便的繪出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖4所示。其中為轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，為電流反饋系數(shù)。在考慮雙閉環(huán)控制的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖4直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖）的基礎(chǔ)上，即可繪出直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，如圖5所示。圖中和分別表示轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)。為了引出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流顯示出來(lái)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于電流檢測(cè)信號(hào)中常含有交流分量，為了不使它影響到調(diào)節(jié)器的輸入，需加

9、低通濾波。這樣的濾波環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)可以用一階慣性環(huán)節(jié)來(lái)表示，其濾波時(shí)間常數(shù)按需要選定，以濾平電流檢測(cè)信號(hào)為準(zhǔn)。然而，在抑制交流分量的同時(shí)，濾波環(huán)節(jié)也延遲了反饋信號(hào)的作用，為了平衡這個(gè)延遲作用，在給定信號(hào)通道上加入一個(gè)同等時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，稱(chēng)作給定濾波環(huán)節(jié)。其意義是，讓給定信號(hào)和反饋信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的延時(shí)，使二者在時(shí)間上得到恰當(dāng)?shù)呐浜?，從而帶?lái)設(shè)計(jì)上的方便。由測(cè)速發(fā)電機(jī)得到的轉(zhuǎn)速反饋電壓含有換向紋波，因此也需要濾波，濾波時(shí)間常數(shù)用表示。根據(jù)和電流環(huán)一樣的道理，在轉(zhuǎn)速給定通道上也加入時(shí)間常數(shù)為的給定濾波環(huán)節(jié)。所以直流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的實(shí)際動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖應(yīng)該與圖5有所不同，應(yīng)當(dāng)增加濾波環(huán)節(jié)，包括電流濾波、轉(zhuǎn)

10、速濾波和兩個(gè)給定信號(hào)的濾波環(huán)節(jié)。如圖6所示。3.2電流調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖的簡(jiǎn)化在圖6點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)框內(nèi)的電流內(nèi)環(huán)中，反電動(dòng)勢(shì)與電流反饋的作用相互交叉，這將給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)麻煩。實(shí)際上，反電動(dòng)勢(shì)與轉(zhuǎn)速成正比，它代表轉(zhuǎn)速對(duì)電流環(huán)的影響。在一般情況下，系統(tǒng)的電磁時(shí)間常數(shù)遠(yuǎn)小于機(jī)電時(shí)間常數(shù)，因此，轉(zhuǎn)速的變化往往比電流變化慢得多，對(duì)電流環(huán)來(lái)說(shuō)，反電動(dòng)勢(shì)是一個(gè)變化慢的擾動(dòng)，在電流的瞬變過(guò)程中，可以認(rèn)為反電動(dòng)勢(shì)基本不變，即。這樣，在按動(dòng)態(tài)性能設(shè)計(jì)電流環(huán)時(shí)，可以暫不考慮反電動(dòng)勢(shì)變化的動(dòng)態(tài)影響，也就算說(shuō)，可以暫且把反電動(dòng)勢(shì)的作用去掉，得到電流環(huán)的近似結(jié)構(gòu)框圖，如圖7所示如果把給定濾波和反饋濾波兩個(gè)環(huán)節(jié)都等效的移到

11、環(huán)內(nèi)，同時(shí)把給定信號(hào)改成，則電流環(huán)便等效成單位負(fù)反饋系統(tǒng)，如圖8所示。最后，由于和一般都比小的多，可以當(dāng)作小慣性群而近似的看作是一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，其時(shí)間常數(shù)為：則電流環(huán)結(jié)構(gòu)框圖最終可以簡(jiǎn)化成如圖9所示。簡(jiǎn)化的近似條件是 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇首先考慮把電流環(huán)校正成哪一類(lèi)典型系統(tǒng)。從穩(wěn)態(tài)要求上看，希望電流無(wú)靜差，可以得到理想的堵轉(zhuǎn)特性，由圖9可以看出，采用型系統(tǒng)就夠了。再?gòu)膭?dòng)態(tài)要求上看，實(shí)際系統(tǒng)不允許電樞電流在突加控制作用時(shí)有太大的超調(diào)，以保證電流在動(dòng)態(tài)過(guò)程中不超過(guò)允許值，而對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)的及時(shí)抗擾作用只是次要因素。為此，電流環(huán)應(yīng)以跟隨性能為主，即應(yīng)選用典型型系統(tǒng)。圖9的表明，電流環(huán)的控制對(duì)象是雙慣性

12、型的，要校正成典型型系統(tǒng)，顯然應(yīng)采用PI型的電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)可以寫(xiě)成： 為了讓調(diào)節(jié)器零點(diǎn)與控制對(duì)象的大時(shí)間常數(shù)極點(diǎn)對(duì)消，選擇則電流環(huán)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖便成圖10所示的典型形式，其中：四、電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算根據(jù)已知數(shù)據(jù)得數(shù)據(jù)計(jì)算晶閘管整流裝置：Rn=0.037，KS=。允許過(guò)載倍數(shù)=。系統(tǒng)主電路：電抗器直流電阻RH=0.024，電樞回路總電阻R=Rn+Ra+RH=1.361。電機(jī)電動(dòng)勢(shì)常數(shù)： (V·min/r)主電路總電感：mH電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩系數(shù)：Cm=30Ce/=1.29（N·m/A）電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)：Tl=L/R=0.01s電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)：s電流反饋系數(shù)：V

13、/A1. 確定時(shí)間常數(shù)1) 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts。三相橋式晶閘管整流電路的平均失控時(shí)間Ts=0.0017s。2) 電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi。三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是3.3ms，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（12）Toi=3.33ms，因此取Toi=2ms=0.002s。3) 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和T。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取 Ti=Ts+Toi=0.0037s。2. 選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求i5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)差，可按典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器。3. 計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：i=Tl=0.01s。電流環(huán)開(kāi)環(huán)增益：要求i

14、5%時(shí)，按表2-1，應(yīng)取KIT=0.5，因此KI=0.5/Ti=0.5/0.0037=135.1s-1于是，ACR的比例系數(shù)為4. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：ci=KI=135.1s-11) 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿(mǎn)足近似條件。2) 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件滿(mǎn)足近似條件。3) 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件滿(mǎn)足近似條件。5. 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容由圖27所示，按所用運(yùn)算放大器取R0=40K，各電阻和電容值為K，取5KF,取2FF,取0.2F按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為i=4.3%<5%，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。3.3轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)電流環(huán)的等效閉環(huán)傳遞函

15、數(shù)電流環(huán)經(jīng)簡(jiǎn)化后可視作轉(zhuǎn)速環(huán)的一個(gè)環(huán)節(jié)，由圖10可知，電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為忽略高次項(xiàng)，可降階近似為近似條件轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇用電流環(huán)的等效代替圖6中的電流環(huán)后，整個(gè)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖12所示。把轉(zhuǎn)速給定濾波和反饋濾波環(huán)節(jié)移到環(huán)內(nèi)，同時(shí)將給定信號(hào)改為，再把時(shí)間常數(shù)為和的兩個(gè)小慣性環(huán)節(jié)合并起來(lái)，近似成一個(gè)時(shí)間常數(shù)為的慣性環(huán)節(jié)，其中則轉(zhuǎn)速環(huán)結(jié)構(gòu)框圖可簡(jiǎn)化成如圖13所示。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差，在負(fù)載擾動(dòng)作用點(diǎn)前面必須有一個(gè)積分環(huán)節(jié)，它應(yīng)該包含在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR中?，F(xiàn)在擾動(dòng)作用點(diǎn)后面已經(jīng)有了一個(gè)積分環(huán)節(jié)，因此轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)應(yīng)共有兩個(gè)積分環(huán)節(jié)，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)成典型型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能

16、滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求。在理論計(jì)算中，線(xiàn)性系統(tǒng)的階躍超調(diào)量較大，但在實(shí)際系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和非線(xiàn)性性質(zhì)會(huì)使超調(diào)量大大降低。故而，ASR也采用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為令轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益為則不考慮負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，校正后調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖14所示。上述結(jié)果所服從的近似條件歸納為：四、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算1.確定時(shí)間常數(shù)1）電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/KI：1/KI=2Ti=2×0.0037s=0.0074s2)轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)Ton：根據(jù)所用測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)紋波情況，取Ton=0.01s。3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tn。按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取Tn=1/KI+Ton=0.

17、0074s+0.01s=0.0174s2.計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，參考表2-2取h=5,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為n=hTn=5×0.0174=0.087s轉(zhuǎn)速環(huán)開(kāi)環(huán)增益ASR的比例系數(shù)為（）3.檢驗(yàn)近似條件轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為1） 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為,滿(mǎn)足簡(jiǎn)化條件2)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為,滿(mǎn)足近似條件3計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖2-11，取R0=40K,則=274K,取274K=0.4F,取0.4F=1F，取1F3.4觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用三個(gè)kj004集成塊和一個(gè)kj041集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大，就構(gòu)成了完整的三

18、相全控橋觸發(fā)電路，其中kj041內(nèi)部是由內(nèi)部是由十二個(gè)二極管構(gòu)成的六個(gè)或門(mén)，其作用是講六路脈沖輸入轉(zhuǎn)為六路雙脈沖輸出以上觸發(fā)電路均為模擬量構(gòu)成，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，缺點(diǎn)是易受到電網(wǎng)電壓影響，觸發(fā)脈沖的不對(duì)稱(chēng)度較高，可達(dá)34度在對(duì)精度要求高的大容量變流裝置中，越來(lái)越多的采用了數(shù)字觸發(fā)電路，可獲得較好的觸發(fā)脈沖對(duì)稱(chēng)度kj004集成電路部分與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似，可分為同步，鋸齒波形成，移相，脈沖形成，脈沖分選及脈沖放大幾個(gè)環(huán)節(jié)，有一個(gè)kj004構(gòu)成，的觸發(fā)單元可輸出兩個(gè)香味間隔180度的觸發(fā)脈沖，其工作原理可參照鋸齒波同步的觸發(fā)電路形成進(jìn)行分析 向整流電路供電的交流測(cè)電源通常來(lái)自電網(wǎng)

19、，電網(wǎng)電壓的頻率不是固定的，而是在允許的范圍內(nèi)有一定的波動(dòng)，觸發(fā)電路除了應(yīng)該保證工作頻率與主電路交流電源的頻率一致外，還應(yīng)該保證每個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定，正確的相位關(guān)系第四章主電路的設(shè)計(jì)4.1主電路原理 三相全控橋整流電路實(shí)為三相半波共陰極組與共陰極組的串聯(lián)，切控制角a完全相同，因此整流輸出點(diǎn)啦就是三項(xiàng)半波整流電路的兩倍，在感性負(fù)載時(shí)Ud=2.34*U2*COSa。從整體和基本原來(lái)上認(rèn)識(shí)到三相橋式全控整流電路實(shí)質(zhì)上共陰極與共陽(yáng)極組整流電路的串聯(lián)，為了更具體的掌握它，較詳細(xì)分析依稀氣物理過(guò)程是必要的，習(xí)慣上希望全控橋的六個(gè)晶閘管出發(fā)的順序是VT1- VT2- VT3-

20、 VT4- VT5- VT6,因此晶閘管是這樣編號(hào)的，VT1，VT4接L1相，VT3 VT6接L2相，VT5 VT2接L3相，VT1 VT3 VT5組成共陰極組，VT4 VT6 VT2組成共陽(yáng)極相三相橋式全控整流電路在任何時(shí)刻都必須有兩個(gè)晶閘管導(dǎo)通，才能組成導(dǎo)通回路，一個(gè)共陰極，一個(gè)共陽(yáng)極，關(guān)于脈沖出發(fā)的相位，共陰極組應(yīng)該差120度，接在同一相的兩個(gè)管應(yīng)該差180度，為了保證整流橋合閘后共陰極組和共陽(yáng)極組各有一晶閘管導(dǎo)電，或者由于電流斷續(xù)后能再次導(dǎo)通，必須對(duì)兩組中的應(yīng)導(dǎo)通的一對(duì)晶閘管同時(shí)給觸發(fā)脈沖，三項(xiàng)橋輸出的是變壓器二次先電壓控制角a仍從自然換相點(diǎn)算起，因相電壓的交點(diǎn)與線(xiàn)電壓的交點(diǎn)在同一相位

21、，故線(xiàn)電壓的交點(diǎn)同樣是自然換相點(diǎn)，同時(shí)可以看出，三項(xiàng)全空橋的整流電壓在一個(gè)周期內(nèi)脈動(dòng)六次，脈動(dòng)頻率為6*50=300Hz，比三項(xiàng)半波時(shí)高一倍，電路在任何瞬間僅有兩臂的器件導(dǎo)通，其余四臂的期間均承受反向線(xiàn)電壓，當(dāng)控制角a>0度時(shí)，沒(méi)個(gè)晶閘管都不在自然換相點(diǎn)換相，而是從自然幻想點(diǎn)向后移a角時(shí)開(kāi)始換相 主電路如圖4.2整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算根據(jù)負(fù)載所需要的平均電壓Ud和電流Id，可以選擇晶閘管整流主電路的形式，在平均電壓Ud和主電路形式一定的條件下，晶閘管的交流側(cè)的電源相電壓有效值，U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，因?yàn)殡妷篣2選擇過(guò)高，則晶閘管裝置運(yùn)行時(shí)的控制角a過(guò)大，造成功率因數(shù)變壞，無(wú)功功

22、率增大，并在電源回路上產(chǎn)生很大的壓降，但若電壓U2選擇過(guò)低，則有可能在晶閘管控制角等于零度時(shí)仍不能達(dá)到負(fù)載要求的電壓額定值，因?yàn)榫筒荒苓_(dá)到負(fù)載要求的功率，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，另外為了盡可能減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干擾，要求能夠隔離，所以通常配用整流變壓器 整流變壓器的初級(jí)相電壓U1就是電網(wǎng)電壓，是已知的，根據(jù)整流主電路的形式，所需要的整流電壓Ud和整流電流Id，可以算出整流變壓器的額定參數(shù)對(duì)于三項(xiàng)全控橋 Ud=2.34* *COSa一次側(cè)U2=（1.21.5）Ud/2.34=（154198）V電流有效值I1=I2 =Ud=2/3Id=0.816I

23、d=121A由整流變壓器漏感Lt得 U=6wLt/2*Idmax=33.3v綜上：U2=220V I2=121A S=3Pi=3*U2*I2=79.9KW且 U1/(3*U2)=k=220/220=14.3整流元件的參數(shù)計(jì)算 晶閘管最大峰值電壓Ukm=6U2=539V 則應(yīng)該選擇整流元件額定電壓Uked=（23）（10781167）V晶閘管額定電流It=（1.52）Kfb*Id=（81.7108.9）A取Ukfd=1200v It=100A選擇晶閘管KP100-12.共六個(gè)，組成三相全控橋4.4平波電抗器的參數(shù)計(jì)算 Lj=0.693*U2/Idmin Idmin=10%Id得 Lj=10.3m

24、H 則L=Lj-Lt-Lh=5.55Mh4.5晶閘管的保護(hù)的計(jì)算R2=(24)Ud/It=612 取10C2=(2.55)*0.001*It=0.250.5uF 取0.5UfUc2=1.5Uked=1800V取1800V4.6直流側(cè)保護(hù)直流側(cè)過(guò)電壓產(chǎn)生的原因有兩個(gè)，一個(gè)是整流變壓器中儲(chǔ)能的釋放，一個(gè)是直流屏波電抗器儲(chǔ)能的釋放，直流側(cè)過(guò)電流保護(hù)主要是防止負(fù)載電流過(guò)大引起電器損壞C3=kcd（I02/fu2l）UfR3=krd（U2l/I02）式中，f為輸出電壓的最低諧波頻率，kcd，krd為系數(shù)如表所以C3=128 uF 取130uF R3=5.4 取 6 Uc3=1.5Ud=450V 取500V4.7交流側(cè)保護(hù)在變壓器副邊并聯(lián)電容，短時(shí)間的過(guò)電壓讓電容中流過(guò)較大的充電電流，把拉閘時(shí)磁場(chǎng)釋放出的能量轉(zhuǎn)化為電容的電場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)可以大大抑制過(guò)電壓C16Io%*s/U2/U2電容耐壓1.5UcR12.3U2*U2/S*Udi%/ Io%式中s-整流變壓器每相伏安數(shù) U2-變壓器副邊相電壓的有效值，單位V Io%-變壓器空載激磁電數(shù)百分?jǐn)?shù)。對(duì)于10560KVA的普通的三相變壓器，Io%=410，容量越大其值越小 Udi%變壓器短路電壓百分比數(shù)，上述變壓器的Udl%一般為56則：