晶閘管串級調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)方案

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc278700250 前言與設(shè)計(jì)主題2 HYPERLINK l _Toc278700251 1.串級調(diào)速系統(tǒng)3 HYPERLINK l _Toc278700252 1.1主電路方案確定 PAGEREF _Toc278700252 h 3 HYPERLINK l _Toc278700253 1.2系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)要求 PAGEREF _Toc278700253 h 3 HYPERLINK l _Toc278700254 1.3串級調(diào)速原理及基本型式 PAGEREF _Toc278700254 h 4 HYPERLINK l _To

2、c278700255 1.4電動機(jī)供電方案的確定 PAGEREF _Toc278700255 h 5 HYPERLINK l _Toc278700256 2.電機(jī)容量檢查 PAGEREF _Toc278700256 h 7 HYPERLINK l _Toc278700257 2.1最大滑點(diǎn) PAGEREF _Toc278700257 h 7 HYPERLINK l _Toc278700258 2.2轉(zhuǎn)子整流器最大輸出電壓 PAGEREF _Toc278700258 h 7 HYPERLINK l _Toc278700259 2.3最大直流整流電流和電阻 PAGEREF _Toc27870025

3、9 h 8 HYPERLINK l _Toc278700261 2.4定子電阻和電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 PAGEREF _Toc278700261 h 8 HYPERLINK l _Toc278700263 2. 5 漏抗換算到轉(zhuǎn)子側(cè) PAGEREF _Toc278700263 h 9 HYPERLINK l _Toc278700264 三、整流二極管的選擇 PAGEREF _Toc278700264 h 9 HYPERLINK l _Toc278700265 3.1整流二極管電壓的選擇 PAGEREF _Toc278700265 h 9 HYPERLINK l _Toc278700266 3.2整流二

4、極管電流的選擇 PAGEREF _Toc278700266 h 9 HYPERLINK l _Toc278700267 4 、逆變變壓器參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc278700267 h 10 HYPERLINK l _Toc278700268 4.1概述 PAGEREF _Toc278700268 h 10 HYPERLINK l _Toc278700269 4.2逆變器二次側(cè)參數(shù)初步計(jì)算 PAGEREF _Toc278700269 h 10 HYPERLINK l _Toc278700279 4.3逆變變壓器計(jì)算 PAGEREF _Toc278700279 h 12 HYPERLIN

5、K l _Toc278700280 五、硅整流元件和晶閘管的選用 PAGEREF _Toc278700280 h 13 HYPERLINK l _Toc278700281 5.1參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc278700281 h 13 HYPERLINK l _Toc278700282 5.2速度控制系統(tǒng)的保護(hù) PAGEREF _Toc278700282 h 14 HYPERLINK l _Toc278700286 6.平滑電抗器電感的計(jì)算 PAGEREF _Toc278700286 h 16 HYPERLINK l _Toc278700287 6.1轉(zhuǎn)子直流回路平滑電抗器的作用 PAG

6、EREF _Toc278700287 h 17 HYPERLINK l _Toc278700288 6.2電感的計(jì)算 PAGEREF _Toc278700288 h 17 HYPERLINK l _Toc278700289 6.3 啟動方式的確定 PAGEREF _Toc278700289 h 18 HYPERLINK l _Toc278700290 7.雙閉環(huán)控制系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 PAGEREF _Toc278700290 h 18 HYPERLINK l _Toc278700291 7.1雙閉環(huán)系統(tǒng)靜參數(shù) PAGEREF _Toc278700291 h 計(jì)算18 HYPERLINK l _To

7、c278700292 7.2雙閉環(huán)系統(tǒng) PAGEREF _Toc278700292 h 動態(tài)參數(shù)計(jì)算19 HYPERLINK l _Toc278700295 八、系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc278700295 h 21 HYPERLINK l _Toc278700296 8.1供電系統(tǒng) PAGEREF _Toc278700296 h 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)21 HYPERLINK l _Toc278700297 8.2穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc278700297 h 22 HYPERLINK l _Toc278700299 9.設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)前言現(xiàn)代工業(yè)的電驅(qū)動一般要求部分或全部自動

8、化，因此必須與各種控制元件組成的自動控制系統(tǒng)相聯(lián)動，電驅(qū)動可視為自動電驅(qū)動系統(tǒng)的簡稱。在這個(gè)系統(tǒng)中，生產(chǎn)機(jī)械可以自動控制。隨著現(xiàn)代電力技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，自動電驅(qū)動正朝著計(jì)算機(jī)控制的生產(chǎn)過程自動化方向發(fā)展。以實(shí)現(xiàn)高速、高質(zhì)量、高效率的生產(chǎn)。在大多數(shù)集成自動化系統(tǒng)中，自動化電力牽引系統(tǒng)仍然是不可或缺的組成部分。此外，低成本自動化技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展在國外也越來越受到重視。特別是對于小型企業(yè)來說，應(yīng)用技術(shù)適宜的設(shè)備，不僅有利于獲得經(jīng)濟(jì)效益，而且可以提高生產(chǎn)率、可靠性和靈活性，以及易于應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。自動化電動拖動系統(tǒng)是低成本自動化系統(tǒng)的重要組成部分。電力電子技術(shù)通常分為兩個(gè)分支：

9、電力電子器件制造技術(shù)和變流器技術(shù)。變流器技術(shù)也稱為電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)，它包括用電力電子器件構(gòu)成各種電力變換電路并控制這些電路的技術(shù)，以及由這些電路構(gòu)成電力電子器件和電力電子系統(tǒng)的技術(shù)。交流電機(jī)拖動設(shè)計(jì)題目：提升機(jī)最大負(fù)載功率D=3，采用晶閘管串級調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)。整流器采用三相橋式整流電路，逆變器采用三相橋式全控電路。要求：選擇電機(jī)。逆變變壓器參數(shù)的計(jì)算。整流電路和逆變電路器件的選用。4. 平波電抗器電感的計(jì)算基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)1 串級調(diào)速系統(tǒng)1.1 主電路方案的確定對于交流異步電動機(jī)滑差功耗的調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速低時(shí)滑差功耗大，從而限制了調(diào)速范圍。如果想嘗試恢復(fù)轉(zhuǎn)差功率，需要在異步電機(jī)

10、的轉(zhuǎn)子側(cè)進(jìn)行控制，可以使用繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)。普通繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)使用轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)電阻來調(diào)節(jié)速度。這種調(diào)速方式簡單、操作方便、價(jià)格便宜，但在阻力上會消耗大量能量，效率低，經(jīng)濟(jì)性差。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)子回路的附加電阻容量大，可調(diào)級數(shù)有限，無法實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速。為了克服上述缺點(diǎn)，需要尋求一種效率更高、性能更好的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)差功率共饋的調(diào)速方法，而串級調(diào)速系統(tǒng)就是一個(gè)很好的解決方案。串級調(diào)速是通過在繞線異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電路中引入額外的電勢來實(shí)現(xiàn)的。屬于可變滑差率實(shí)現(xiàn)串級調(diào)速。與轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的方式不同，串級調(diào)速可以應(yīng)用異步電機(jī)的功率（反饋給電網(wǎng)或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為機(jī)械能送回電機(jī)軸），因此效率高。可實(shí)現(xiàn)無級平穩(wěn)調(diào)

11、速，低速時(shí)機(jī)械特性較硬。特別是晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)難度小，性能比較完善，因此得到了廣泛的應(yīng)用。1.2 系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)要求如果采用雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，可以在限制電機(jī)最大電流（轉(zhuǎn)矩）的情況下，充分利用電機(jī)的內(nèi)容過載能力，使電驅(qū)動系統(tǒng)能夠盡可能從最大加速度開始，達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度。之后，可以迅速降低電流，使轉(zhuǎn)矩立即與負(fù)載平衡，從而切換到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。此時(shí)啟動電流近似為方波，轉(zhuǎn)速近似線性增加。在轉(zhuǎn)矩受限的情況下，減速系統(tǒng)所能獲得的最快啟動過程。采用速度和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)速度和電流，兩者串聯(lián)，在運(yùn)行過程中只能實(shí)現(xiàn)電流負(fù)反饋。啟動過程中，它和速度負(fù)反饋沒有同時(shí)加到調(diào)節(jié)器的輸入端

12、。達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，僅轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不依賴電流負(fù)反饋起主要作用，從而獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。與電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)相比，雙閉環(huán)速度控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性表明，當(dāng)負(fù)載電流小于差值時(shí)，速度沒有靜態(tài)差。獲得過流自動保護(hù)。顯然靜態(tài)特性優(yōu)于單閉環(huán)系統(tǒng)。在動態(tài)性能方面，雙閉環(huán)系統(tǒng)在啟動和提速過程中表現(xiàn)出快速的動態(tài)跟隨。在動態(tài)抗擾動性能方面，具有較強(qiáng)的抗負(fù)載擾動和電網(wǎng)電壓擾動能力。1.3串級調(diào)速原理及基本型式假設(shè)異步電動機(jī)的外加電源電壓和負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變。那么電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流在調(diào)速前后基本保持不變。如果在轉(zhuǎn)子電路中引入一個(gè)與轉(zhuǎn)子電位頻率相同、相位相同或相反的附加電位，則轉(zhuǎn)子電流為其中： ：轉(zhuǎn)子回路電阻；：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí)

13、轉(zhuǎn)子繞組各相漏抗；：轉(zhuǎn)子開路相電位；電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差 s 很小，所以 。忽略那里，在上面的公式中，它是一個(gè)取決于電機(jī)的常數(shù)。因此，改變附加電位可以改變滑移率S，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)速。假設(shè)當(dāng)=0時(shí)，電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，即由（式1-2）可知，當(dāng)附加電動勢與轉(zhuǎn)子相電位相反時(shí)（取前面的負(fù)號)，變化幅度可以在額定轉(zhuǎn)速以下進(jìn)行調(diào)整。 ，這種調(diào)度方式稱為低同步串級調(diào)速，附加電位與轉(zhuǎn)子相電位同相。同時(shí)（前面的正號），改變后的大小可以調(diào)整到額定轉(zhuǎn)速以上。這種調(diào)度方式稱為超同步串級調(diào)速（即s0）。串級調(diào)速四種基本狀態(tài)模式下的能量傳遞方式如圖1-1所示。圖中，忽略電機(jī)部分的各種損耗，確定定子輸入功率P為轉(zhuǎn)子輸出功率。圖

14、1-1串級調(diào)速系統(tǒng)基本狀態(tài)模式晶閘管低同步串級調(diào)速系統(tǒng)是利用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的大功率晶閘管或二極管，將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)差頻率的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再通過晶閘管逆變器將轉(zhuǎn)子電流返回到更換電機(jī)的電源。一種調(diào)速方式。電氣串級調(diào)速系統(tǒng)示意圖，見圖1-2圖1-2電氣串級調(diào)速系統(tǒng)示意圖1.4 電動機(jī)供電方案的確定變電壓調(diào)速是直流調(diào)速系統(tǒng)中使用的主要方法。調(diào)節(jié)電樞供電電壓通常需要三個(gè)可控電源：旋轉(zhuǎn)電流單元、靜態(tài)可控整流器、直流斬波器和脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換器。旋轉(zhuǎn)變流器單元稱為GM系統(tǒng)，它使用交流電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)組成一個(gè)單元，以獲得可調(diào)節(jié)的直流電壓。適用于要求低速調(diào)節(jié)，要求可逆運(yùn)行，但設(shè)備多、體積大、成本高、效率低、維

15、護(hù)不便的系統(tǒng)。使用靜態(tài)可控整流器，例如晶閘管可控整流器，得到可調(diào)直流靜態(tài)可控整流器，也稱為VM串聯(lián)電壓。通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓來移動觸發(fā)脈沖的相位，可以改變Ud，從而實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)速，控制效果快，性能好，動態(tài)性能好。系統(tǒng)得到改進(jìn)。直流斬波器和PWM轉(zhuǎn)換器使用PWM，由恒定直流或不可控整流電源供電，并使用直流斬波器或PWM轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生可變平均電壓。受設(shè)備數(shù)量限制，適用于中低功率系統(tǒng)。根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和特點(diǎn)，選擇VM系統(tǒng)。在VM系統(tǒng)中，當(dāng)給穩(wěn)壓器一個(gè)電壓時(shí)，可以移動觸發(fā)裝置GT輸出脈沖的相位，從而很容易改變整流器的輸出，即瞬時(shí)電壓Ud。由于要求直流電壓紋波小，所以采用三相整流電路。考慮到使

16、電路簡單、經(jīng)濟(jì)和滿足性能要求，選用晶閘管三相全控橋式交流供電方案。由于三相橋式全控整流電壓的脈動頻率高于三相半波，因此平滑電抗器所需的電感量可降低一半左右，這是三相電抗器的一大優(yōu)點(diǎn)。橋式整流電路。晶閘管可控整流裝置無噪音、無磨損、響應(yīng)速度快、體積小、重量輕、投資少。并且工作可靠，能耗小，效率高。同時(shí)由于電機(jī)容量大，要求電流脈動小。綜上所述，選用晶閘管三相全控橋式整流電路的供電方案。一般來說，晶閘管變流器所需的交流電源電壓往往與電網(wǎng)不一致。此外，為了減少電網(wǎng)與晶閘管器件之間的相互干擾，需要進(jìn)行隔離，因此通常采用整流變壓器。為了抑制諧波干擾，一般采用接法的整流變壓器?？紤]到異步電動機(jī)輸出最大轉(zhuǎn)矩的

17、降低、功率因數(shù)的降低和轉(zhuǎn)子損耗的增加等因素，對于新設(shè)計(jì)或改造的機(jī)型應(yīng)重新選擇異步電動機(jī)的容量。電機(jī)容量計(jì)算如下：式中， 串級調(diào)速系數(shù)，一般取1.2左右。對于串級調(diào)速系統(tǒng)長期低速運(yùn)行，宜大些；按常規(guī)計(jì)算方法計(jì)算的電機(jī)容量。電機(jī)容量選自產(chǎn)品手冊本設(shè)計(jì)采用反饋串級調(diào)速電機(jī)及其控制裝置技術(shù)手冊提供的相關(guān)數(shù)據(jù)。電機(jī)等級為連續(xù)額定S1，基本防護(hù)等級為IP23，基本冷卻方式為ICO1，基本結(jié)構(gòu)和安裝方式為IBM3?？刂齐姍C(jī)型號YRz50mz-4最高148 0轉(zhuǎn)/分額定功率40kW效率91.5%定子電壓/電流380V/85A功率因數(shù)0.87轉(zhuǎn)子電壓/電流340V/81A表1-1繞線異步電動機(jī)由于調(diào)速范圍小，對

18、動、靜態(tài)性能有一定的性能要求，采用晶閘管串級調(diào)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)較為合適。整流器采用三相橋式全控整流電路。2電機(jī)容量檢查2.1最大滑點(diǎn)式中： ：電機(jī)同步轉(zhuǎn)速，約等于電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；：串級調(diào)速系統(tǒng)的最低工作速度；:速度控制圓D=32.2轉(zhuǎn)子整流器最大輸出電壓模型信息技術(shù)庫特_紫外線_ _基爾_KL _三相帶中性線0.3670.670.5770.4721.3510.866三相橋0.3671.350.8150.8161.0520.5雙三相橋串聯(lián)0.3672.70.8161.5781.0340.360.52雙三相橋并聯(lián)0.1841.350.4180.7891.0310.260.32表2-1變流器主功率計(jì)算

19、系數(shù)SEQ 表2-1_變流器主電量計(jì)算系數(shù) * ARABIC1中：轉(zhuǎn)子開路相電位；：整流電壓計(jì)算系數(shù)，見表2-1 ；但2.3最大直流整流電流式中： M：電機(jī)電流過載倍數(shù)，約等于2的轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)；I2N_ _：轉(zhuǎn)子線電流額定值； _：整流電壓計(jì)算系數(shù)，見表2-1；I dN ：轉(zhuǎn)子整流輸出直流額定電流； I dN = I 2N / K IV ;1.1：考慮轉(zhuǎn)子電流畸變等因素影響的系數(shù)；但2.4 最大直流整流電阻2.5 定子電阻定轉(zhuǎn)子繞組比=定子電阻轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)子側(cè)=2.6 電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩2.7 漏抗換算到轉(zhuǎn)子側(cè)3整流二極管的選擇3.1 整流二極管電壓的選擇假設(shè)每個(gè)橋臂上串聯(lián)的整流二極管個(gè)數(shù)為N=3 ，則

20、每個(gè)二極管的反向重復(fù)峰值為其中： ：電壓計(jì)算系數(shù)，見上表2-1 ；：轉(zhuǎn)子開路相電位；：均壓系數(shù)，一般取0.9 。元件不串聯(lián)時(shí)取1 ；由上式可知，整流二極管所承受的最高電壓和最低電壓與系統(tǒng)的調(diào)速范圍D有關(guān)。調(diào)速范圍越大，元件承受的電壓越高。那么： 170.13.2整流二極管電流的選擇在大容量級聯(lián)調(diào)速系統(tǒng)中，需要多個(gè)整流二極管并聯(lián)使用。假設(shè)并聯(lián)支路數(shù)為Np = 3 ，則每個(gè)整流二極管的電流計(jì)算如下：式中： K IT ：電流計(jì)算系數(shù)，見表2-1 ；I dmax ：轉(zhuǎn)子整流器的最大直流整流電流；K AC : 均流系數(shù)。其值可以為0.8 0.9 ，元件不并聯(lián)時(shí)為1 ；4逆變變壓器參數(shù)計(jì)算4.1 概述對于

21、不同轉(zhuǎn)子額定電壓和不同調(diào)速范圍的異步電動機(jī)，要求逆變變壓器二次側(cè)的電壓不同來匹配；同時(shí)，還希望轉(zhuǎn)子電路與交流電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)電氣隔離，所以一般串級調(diào)速所有系統(tǒng)都需要配備逆變變壓器。4.2逆變器二次側(cè)參數(shù)初步計(jì)算逆變變壓器二次側(cè)電壓根據(jù)轉(zhuǎn)子的最大整流電壓等于變頻器在最低轉(zhuǎn)速時(shí)的最大電壓的原理確定：式中： U T2 ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓；U dmax ：轉(zhuǎn)子整流器的最大輸出直流電壓；K UV ：整流電壓計(jì)算系數(shù)，見表2-1 ；min ：最小反轉(zhuǎn)角，一般為30 ；也就是說，逆變變壓器轉(zhuǎn)換為直流側(cè)電抗，然后，轉(zhuǎn)換為直流側(cè)的等效電阻平滑電抗器直流電阻級聯(lián)運(yùn)行時(shí)的額定轉(zhuǎn)速當(dāng)S=1時(shí)，電機(jī)定子換算到直流側(cè)的

22、等效電阻為1.73 ，所以電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩考慮換向重疊角的影響，線性化后，上式為但扭矩減小系數(shù)為串級調(diào)速運(yùn)行中最高轉(zhuǎn)速的確定直流電路的總等效電阻為式中，電機(jī)換算到直流側(cè)的等效電阻可以根據(jù)等功率原理換算，即必須最大電流下的電動勢系數(shù)為：最大速度：但減速系數(shù)電機(jī)校準(zhǔn)或者即選用的電機(jī)符合要求。所以，當(dāng)，換向重疊角為該系統(tǒng)在第一個(gè)工作區(qū)工作。4.3逆變變壓器計(jì)算逆變變壓器二次側(cè)線電壓也因?yàn)槟孀冏儔浩鞯挠?jì)算容量為逆變變壓器原邊電流所以更正為匹配上一個(gè)值5硅整流元件和晶閘管的選擇5.1 參數(shù)計(jì)算式中（三相橋式電路，感性負(fù)載）摘 要因?yàn)檎?要選用六只硅整流元件ZP150-12和六只晶閘管KP150-12。5.

23、2 調(diào)速系統(tǒng)的保護(hù)該晶閘管具有換向方便、無噪音的優(yōu)點(diǎn)。除了正確選擇晶閘管電路的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還必須采取必要的過壓、過流保護(hù)措施。正確的保護(hù)是晶閘管裝置可靠、正常運(yùn)行的關(guān)鍵。5.2.1過壓保護(hù)不能從根本上消除過電壓的根本原因，但只能將過電壓的幅值抑制在安全范圍內(nèi)。這就是過壓保護(hù)的基本思想。抑制過電壓的方法有以下三種：使用無超導(dǎo)元件限制過電壓的幅度；使用電阻來耗散產(chǎn)生過電壓的能量；利用儲能元件吸收產(chǎn)生過電壓的能量。在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要在電路的不同部分使用不同的方法，或者在同一部分同時(shí)使用兩種不同的保護(hù)方法。按過壓保護(hù)部位分，有交流側(cè)過壓保護(hù)、直流側(cè)過壓保護(hù)和裝置兩端過壓保護(hù)三種。1

24、.交流側(cè)過壓保護(hù)本設(shè)計(jì)采用阻容保護(hù)，即在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻R和電容C進(jìn)行保護(hù)。如圖5-1所示：圖5-1圖5-1 阻容保護(hù)電路圖變壓器連接單純形三相二次 Y 接法三相二次D接法阻容裝置連接與變壓器二次側(cè)平行Y形接頭D-結(jié)Y形接頭D-結(jié)電容CC1/3C3CC反抗RR3R1/3RR表5-1變壓器接線及 RC 選型對于三相電路， R和C的值可按表5-1換算。系統(tǒng)采用DY連接。S=1.9299KVA，U2 = 120V變壓器勵(lì)磁電流百分比 I em ：當(dāng) S=110KVA 時(shí)，對應(yīng)的Iem =41，故取 Iem 為 3。C 6IemS/U 2 2 = 633410 3 /120 2 =14.17F選擇

25、 20F 鋁電解電容。變壓器短路電壓比選擇：S=110KVA，I em =15，所以I em取3 。C 2.3 U 2 2 /S =2.3120 2 /1.929910 3 =9.37即選擇ZB1-10的電阻。5.2.1直流側(cè)過壓保護(hù)直流側(cè)保護(hù)可采用與交流側(cè)保護(hù)相同的保護(hù)方式，可采用阻容保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)。但是，使用 RC 保護(hù)很容易影響系統(tǒng)的快速性，并會導(dǎo)致增加。因此，一般不采用阻容保護(hù)，只采用壓敏電阻進(jìn)行過壓保護(hù)，如圖（3-2）所示。U 1MA = (1.8-2.2) U DC = (1.8-2.2) 230=414-460V選擇MY31-440/5壓敏電阻。內(nèi)容偏差+10% (484V)

26、。表5-2為晶閘管和整流二極管兩端的過壓保護(hù)；晶閘管額定電流/A1020501002005001000電容/F0.10.150.20.250.512電阻/1008040201052圖5-2壓敏電阻保護(hù)接線方法抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護(hù)電路的方法?？稍诰чl管兩端峰值工作電壓的1.11.15倍可選加電容耐壓得到 C=0.1F，R=100。選擇R為0.2F的CZJD-2金屬化紙介電容器。P R =fCU m 2 10-6=500.210-6(120)210-6=0.4510-6W即選擇R為20的普通金屬膜電阻，RJ-0.5。電流保護(hù)快速熔斷器分?jǐn)鄷r(shí)間短，保護(hù)性能更好，是目前

27、最常用的保護(hù)措施。快速熔斷器可以安裝在直流側(cè)，也可以安裝在交流側(cè)，也可以直接與晶閘管串聯(lián)。1）交流側(cè)快速熔斷器的選擇I 2 =5.37A選用RLS-10快速熔斷器，熔體額定電流為6A。2）選擇與晶閘管串聯(lián)的快速熔斷器 I=I 2 =5.37A, I T = 3.11A選用RLS-10快速熔斷器，熔體額定電流為4A。3) 電壓和電流上升率的限制電壓上升率：當(dāng)正相電壓上升率較大時(shí)，晶閘管會誤接。因此，應(yīng)限制作用在晶閘管上的正相電壓的上升速度。電壓上升率過大一般有兩個(gè)原因：電網(wǎng)侵入的過電壓；由于晶閘管換相相當(dāng)于線電壓短路，換相后線電壓會升高，每次換相都可能造成電壓過高。 .若限值過大，可在電源輸入端

28、串聯(lián)電感，將電感串聯(lián)在晶閘管各橋臂上，利用電感的濾波特性降低價(jià)值。電流上升率：當(dāng)電流上升率過大時(shí)，可能導(dǎo)致柵極附近過熱，造成晶閘管損壞。因此，必須限制晶閘管的電流上升率。增加過大的原因一般是：晶閘管導(dǎo)通時(shí)，與晶閘管并聯(lián)的阻容保護(hù)中的電容突然對晶閘管放電；交流電源通過晶閘管給直流側(cè)保護(hù)電容充電；直流側(cè)負(fù)載突然短路等。限制，RC保護(hù)中除了選擇合適的電阻外，還可以采用與限制相同的措施，即在每個(gè)橋臂上串聯(lián)一個(gè)電感。為限制總和的電感，可采用空心電抗器，要求L(20-30) H；也可以使用鐵心電抗器，L值可以更大。在容量較小的系統(tǒng)中，與晶閘管相連的導(dǎo)線也可以繞一定圈數(shù)，或者在導(dǎo)線上放置一個(gè)或幾個(gè)磁環(huán)來代替

29、橋臂電抗器。因此，為了防止每個(gè)橋臂串聯(lián)一個(gè)30H的電感。6平波電抗器電感的計(jì)算6.1 轉(zhuǎn)子直流回路平滑電抗器的作用一是串級速度在最小工作電流下仍能保持電流的連續(xù)性；二是降低電流脈動，將電機(jī)轉(zhuǎn)子中直流電路中脈動分量引起的附加損耗控制在內(nèi)容范圍內(nèi)。6.2 電感計(jì)算1、電機(jī)等效電感2、逆變變壓器的等效電感3. 持續(xù)電流所需的電感在公式，（三相橋全控電路）也就是說，四、根據(jù)限制電流紋波所需的電感式中， 最低諧波電壓幅值；逆變變壓器二次側(cè)相電壓有效值；- 三相橋式電路的最低諧波頻率；- 電流紋波系數(shù)，要求= 0.05 ；（三相橋全控電路）；但，選擇平波電抗器，當(dāng) I d = 106.7A時(shí)，電感為 8m

30、H，當(dāng) I d = 5.35A 時(shí)，電感不小于 20mH6.3 啟動方式的確定串級調(diào)速器啟動時(shí)，啟動電流因?yàn)?，需要在轉(zhuǎn)子電路中串聯(lián)頻敏變阻器才能啟動，當(dāng)S=0.79，即n=315r/min時(shí)，串級調(diào)速裝置投入運(yùn)行。7 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算7.1 雙閉環(huán)系統(tǒng)靜參數(shù)計(jì)算(1)取速度給定電壓速度反饋系數(shù)(2)取當(dāng)前給定電壓電流反饋系數(shù)(3) 取電流調(diào)節(jié)器的最大輸出電壓；晶閘管電壓放大(4) 晶閘管逆變器滯后時(shí)間常數(shù)低速靜態(tài)差速所需的降速由于使用了抑制零漂的 PI 調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)下的速度下降必須滿足：但因?yàn)椋?要如果你拿電流環(huán)所以靜態(tài)差率7.2 雙閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)計(jì)算由以上分析可知，和都是滑差率S的

31、函數(shù)，所以電流環(huán)是一個(gè)非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，但可以根據(jù)穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流和值，以保證系統(tǒng)具有良好的性能。8.2.1電流回路參數(shù)的計(jì)算由公式可知，代入即可推導(dǎo)出由于要求電流環(huán)的過沖小，所以電流環(huán)是按照典型的I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。摘 要但制作所以，速度環(huán)參數(shù)計(jì)算由于系統(tǒng)要求具有良好的抗擾動性能和隨動性能，速度環(huán)按典型的型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，h=5。摘 要速度環(huán)截止頻率也因?yàn)闈M足 i 的條件，則電流環(huán)可以等效為慣性環(huán)節(jié)。但如果按兩次計(jì)算結(jié)果基本一致，取.常規(guī)飛輪扭矩被認(rèn)為是電動飛輪扭矩的1.5倍，即GD 2 =1.50.1=0.15Nm8 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8.1 供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)三相橋式全控整流電路大多用于給阻性負(fù)載和反電動勢阻性負(fù)載供電（即為直流電機(jī)驅(qū)動），下面主要分