自動控制系統(tǒng)C組課程設(shè)計

1、3.主電路和保護環(huán)節(jié)的設(shè)計主電路和保護環(huán)節(jié)的設(shè)計3.1主電路電氣原理圖及其說明主電路電氣原理圖及其說明 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)，以此來提高系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)性能。二者串級連接，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。從而改變電機的轉(zhuǎn)速。通過電流和轉(zhuǎn)速反饋電路來實現(xiàn)電動機無靜差的運行。圖4 系統(tǒng)電氣原理框圖3.2變壓器參數(shù)的計變壓器參數(shù)的計算算變壓器副邊電壓采用如下公式進行計算：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的計算I1=7330.816/2=299.064AI2=0.816733=598.128A變壓器容量的計算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、的計算晶閘管元件參數(shù)的計算晶閘管的額定電壓通常選取斷態(tài)重復峰值電壓UDRM和反向重復峰值電壓URRM中較小的標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保護電路的設(shè)計保護電路的設(shè)計3.4.1過電壓保護：

4、過電壓保護：交流側(cè)過電壓的保護 圖一采用RC過電壓抑制電路如圖一所示，在變壓器次級并聯(lián)RC電路，以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場能而存儲起來，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過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)，阻容保護裝置采用三角形接法，故可按下式計算阻容保護元件的參數(shù)電容C的耐壓 電阻R的功率為式中 ST變壓器每相平均計算容量（VA）U2變壓器次級相電壓有效值（V）勵磁電流百分比，當ST幾百伏安時 =10，當ST1000伏安時 =35UK%變壓器的短路電壓百分比IC,UC當R正常工作時電流電壓的有效值（

5、A，V）對于本設(shè)計，UK%=5， =5，ST=200/3=66.67KVA電容器的計算上式中，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 = 晶閘管換相過電壓保護 如右圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián)RC電路，起到晶閘管換相過電壓的保護。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)驗數(shù)據(jù)選取，對于本設(shè)計晶閘管額定電流為600A，查表可得C可取1.3 ,R可取4 。圖三過電流保

6、護 在電路中串接的器件是快速熔斷器，這是一種最簡單有效而應(yīng)用最普遍的過電流保護元件，其斷流時間一般小于10ms，按圖四接法熔斷器與每一個晶閘管元件相串聯(lián)，可靠的保護每一個晶閘管元件。 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)的計算：平波電抗器參數(shù)的計算： 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電動機電樞電