自動(dòng)控制系統(tǒng)C組課程設(shè)計(jì)

1、3.主電路和保護(hù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)主電路和保護(hù)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)3.1主電路電氣原理圖及其說(shuō)明主電路電氣原理圖及其說(shuō)明 主電路采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，使電流環(huán)(ACR)作為控制系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)，轉(zhuǎn)速環(huán)(ASR)作為控制系統(tǒng)的外環(huán)，以此來(lái)提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能。二者串級(jí)連接，即把電流調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入，再用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)電流和轉(zhuǎn)速反饋電路來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)無(wú)靜差的運(yùn)行。圖4 系統(tǒng)電氣原理框圖3.2變壓器參數(shù)的計(jì)變壓器參數(shù)的計(jì)算算變壓器副邊電壓采用如下公式進(jìn)行計(jì)算：因此變壓器的變比近似為：VUCIIUAnVUVUNshTd110) 105. 05 .

2、 09848. 0 ( 9 . 034. 2122205 . 0105. 0109 . 034. 221,220222minmax則取已知NshTdIICUARInUUU2mindmaxcos211022021UUK一次側(cè)和二次側(cè)電流I1和I2的計(jì)算I1=7330.816/2=299.064AI2=0.816733=598.128A變壓器容量的計(jì)算S1=m1U1I1=3220299.064=197.38kVAS2=m2U2I2=3110598.128=197.38kVAS=0.5(S1+S2)=197.38kVA因此所選整流變壓器的參數(shù)為：變比K=2，容量S=200kVA 3.3晶閘管元件參數(shù)

3、的計(jì)算晶閘管元件參數(shù)的計(jì)算晶閘管的額定電壓通常選取斷態(tài)重復(fù)峰值電壓UDRM和反向重復(fù)峰值電壓URRM中較小的標(biāo)值作為該器件的額定電壓。晶閘管的額定電流一般選取其通態(tài)平均電流的1.5-2倍。在三相橋式全波整流電路中晶閘管兩端承受的最大電壓為 ，晶閘管的額定電壓一般選取其最大承受電壓的2-3倍。=269.4V=(2-3) =538.9V808.3VId= IN=1.2*733=879.6A 查表得 Kfb=0.368ITN=(1.5-_2)KfbId=485.8A647.4A取UTN=750V ITN=600A選擇KP600-8晶閘管6只。 3.4保護(hù)電路的設(shè)計(jì)保護(hù)電路的設(shè)計(jì)3.4.1過(guò)電壓保護(hù)：

4、過(guò)電壓保護(hù)：交流側(cè)過(guò)電壓的保護(hù) 圖一采用RC過(guò)電壓抑制電路如圖一所示，在變壓器次級(jí)并聯(lián)RC電路，以吸收變壓器鐵心的磁場(chǎng)釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場(chǎng)能而存儲(chǔ)起來(lái)，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能產(chǎn)生的震蕩。本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，變壓器的繞組為Y聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù)裝置采用三角形接法，故可按下式計(jì)算阻容保護(hù)元件的參數(shù)電容C的耐壓 電阻R的功率為式中 ST變壓器每相平均計(jì)算容量（VA）U2變壓器次級(jí)相電壓有效值（V）勵(lì)磁電流百分比，當(dāng)ST幾百伏安時(shí) =10，當(dāng)ST1000伏安時(shí) =35UK%變壓器的短路電壓百分比IC,UC當(dāng)R正常工作時(shí)電流電壓的有效值（

5、A，V）對(duì)于本設(shè)計(jì)，UK%=5， =5，ST=200/3=66.67KVA電容器的計(jì)算上式中，U2取110V求得C=55.1 上式U2取110V得UC=404.17V選擇C=55F，耐壓450V的金屬化紙介電容(2)電阻值的計(jì)算取R=1.25 RC支路電流IC近似為=0.508A 電阻R的功率為 = 晶閘管換相過(guò)電壓保護(hù) 如右圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián)RC電路，起到晶閘管換相過(guò)電壓的保護(hù)。串聯(lián)電阻R的作用一是阻尼LTC回路的震蕩，二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率di/dt。R、C值可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，對(duì)于本設(shè)計(jì)晶閘管額定電流為600A，查表可得C可取1.3 ,R可取4 。圖三過(guò)電流保

6、護(hù) 在電路中串接的器件是快速熔斷器，這是一種最簡(jiǎn)單有效而應(yīng)用最普遍的過(guò)電流保護(hù)元件，其斷流時(shí)間一般小于10ms，按圖四接法熔斷器與每一個(gè)晶閘管元件相串聯(lián)，可靠的保護(hù)每一個(gè)晶閘管元件。 選配與原件串聯(lián)的快速熔斷絲，其熔體的額定電流IN一般按下式選擇1.57ITN其中ITN為晶閘管的額定電流本次設(shè)計(jì)中可選擇800A的熔斷絲。 取 =800A。因而可選取RS3型220V/800A的快速熔斷器。3.5平波電抗器參數(shù)的計(jì)算：平波電抗器參數(shù)的計(jì)算： Ud=2.34U2cos Ud=UN=220V, 取 =0U2= Idmin=(5%-10%)IN,這里取10% 臨界電感Lcr=0.693 =0.889mH限制輸出電流脈動(dòng)電感Lm=9.55mh折算到變壓器二次側(cè)的每相漏電感量Ll=KlUk = 0.0293mh電動(dòng)機(jī)電樞電