造紙機直流調速系統(tǒng)的研究

設計要求概述直流調速系統(tǒng)在當代機電傳動控制系統(tǒng)中的專業(yè)技術發(fā)展水準在隨時變化。從60時期到70年代末，直流調速系統(tǒng)做到一個全新的發(fā)展環(huán)節(jié)。這類發(fā)展采用的是電力電子學和電子信息技術為核心的，新型電力電子器件的應用及其數(shù)據(jù)處理方法速率與運算精密度相對較高的微解決，使的各種電機特性愈來愈高。伴隨著近現(xiàn)代工業(yè)化生產，電力電子器件的發(fā)展輸出功率變流技術發(fā)展到了一個弱電安裝操縱，弱電為導出新時代。直流調速系統(tǒng)在多個行業(yè)初露鋒芒，并得到迅速發(fā)展。直流拖拽系統(tǒng)的重要處取決于[1]：非常容易操縱，可在比較寬的范圍之內光滑而穩(wěn)定的調速，及其快速地回應等。因而直流調速仍具有極強的活力。由于科技的飛快發(fā)展，溝通交流技術性在各個行業(yè)里的發(fā)展也變得越來越快并逐步替代直流調速系統(tǒng)在調速領域內的領導地位，溝通交流調速系統(tǒng)的發(fā)展是高新科技發(fā)展的必然趨勢，可是直流調速系統(tǒng)在各個行業(yè)里的應用并不是立刻便被替代的，終將親身經歷一個很長階段的發(fā)展。傳動系統(tǒng)主電動機額定參數(shù)最大功率=30kw；額定電流=220V；額定電壓=158.5A；Nnom=1000r/min；λ=2；J=7.9kg.m2；勵磁方式替他勵電動機型號為Z2—91型測速發(fā)電機；稀土永磁式，ZYS231/110型；額定值數(shù)據(jù)信息為23.1W，110V，0.21A1900r/min生產機械和工藝對控制系統(tǒng)的要求1）生產機械規(guī)定造紙設備傳動裝置為不可逆無級調速運作，且具有很高的穩(wěn)定精度調速范疇D≥15靜差率≤3%。2）速率平穩(wěn)，起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中加減速穩(wěn)定。3）系統(tǒng)軟件應有相對較高的抗擾能力和動態(tài)性質量，動態(tài)性速降要低，修復時間較短（tf≤0.5s）。4）系統(tǒng)軟件應具備完備的保障措施。電氣設計的主要任務1）整體方案的明確。2）系統(tǒng)實體線方案的選擇和明確，包含拖拽系統(tǒng)的明確、供電系統(tǒng)方案的選擇、逆變電路的方式的確認及其參數(shù)測算與選擇。3）關鍵維護環(huán)節(jié)設計方案。4）系統(tǒng)動態(tài)性建筑工程設計一般包括，轉速比調節(jié)器和電流量調節(jié)器的構造及其參數(shù)選擇，力求投資少和操作簡便。

調速系統(tǒng)方案的確定系統(tǒng)主回路方案的確定系統(tǒng)方案的選擇標準是在達到生產制造機械工藝的需求保證產品品質前提下，力求低投資，經濟效益高與操作簡便。拖動方案的確定電力工程拖動系統(tǒng)計劃方案關鍵依據(jù)生產機械對調速系統(tǒng)的需求來決定。它直接影響系統(tǒng)的專業(yè)技術合理性和產品品質數(shù)量是系統(tǒng)定制的關鍵階段。電動機是拖動操縱系統(tǒng)的控制元件，是促進把電力轉換成機械動能的關鍵所在元器件。因而大部分時候也是根據(jù)電動機容積和主要參數(shù)來明確，但設計里早已得出為直流他勵電動機。所以就不再挑選。因為直流拖動系統(tǒng)具備起、制動性能宜在寬范圍之內完成光滑調速能，非常好的達到直流調速系統(tǒng)的制作工藝對操縱系統(tǒng)的要求，因此選擇直流電動機作為策劃方案是絕對適宜的。供電方案的確定我們都知道，想要實現(xiàn)造紙設備明白電氣設備無級調速，以調整電動機同步電機電源電壓的形式最好是。由晶閘管變流裝置供電系統(tǒng)的直流電調速系統(tǒng)，和轉動變流發(fā)電機組和正離子拖拽系統(tǒng)對比，不但在合理性和安全性上有非常大的提升，并且在技術規(guī)格上都顯現(xiàn)出比較大的優(yōu)勢。晶閘管裝置也是有缺陷：元器件對過壓、過電壓及其du/dt和di/dt都十分的比較敏感，必須使用靠譜的維護裝置；低運行中系統(tǒng)功率因數(shù)低。從而產生高次諧波電流量成分，造成電網工作電壓的波形畸變，危害周邊別的電氣設備。總的看來，只需晶閘管元器件品質通關，裝置設計方案有效，維護階段完備，晶閘管裝置的運轉是十分可信賴的。因此本系統(tǒng)選用晶閘管變流裝置給直流電機的解決方案。調速方式的選擇根據(jù)直流電動機轉速和其他參量的關系：（2-1）由（2-1）能夠得知，控制好電動機轉速有三種方式，調整電樞電壓U、變弱電機激磁磁通Φ、更改電樞回路電阻R。（1）調整電樞電壓的調速方式，一般情況下實現(xiàn)的調速范圍包括4—8；（2）更改電樞回路電阻R的調速方式也只能是有級調速，且電阻器自身耗費電磁能；（3）較差磁通的調速方式，調速范疇小，通常僅僅相互配合變壓調速的調速方式，在基速之上做局部性調速。針對規(guī)定在一定范圍之內無極光滑調速系統(tǒng)軟件而言，以調整電樞供電系統(tǒng)電壓的方式為最好是。因而，自動控制系統(tǒng)的直流電調速系統(tǒng)軟件往往以變壓器調速為主導。因此，該系統(tǒng)選用變壓調速。整流電路形式的確定晶閘管整流裝置，能是單相電、三相或者更多組分數(shù)，半波、全波、半控、全控等幾種，各種各樣整流電路的技術規(guī)格與經濟特性不盡相同。單相電晶閘管整流電路工作電壓脈沖大，脈沖頻率低，危害三相電網平衡運作，一般多與10kw以內的拖拽系統(tǒng)軟件。三相半波整流電路雖然對于三相電網均衡運作沒影響，僅用三只晶閘管，項目投資比三相電橋電路小，可是整流器變壓器二次側繞阻每星期期限內僅有1/3的時間也有電流量，使用率低，且變電器存有直流電被磁化難題。當整流器工作電壓相同的情況下，晶閘管元件能承受的反方向直流電壓比三相平臂整流電路高，故元件工程造價高。三相平臂全控整流電路等同于六相整流器，常用整流器元件總數(shù)為三相半波整流電路兩倍總的投入比三相半波整流電路多?？墒牵@類整流電路的電流脈沖比三相半波整流少一半，變電器不會有直流電被磁化狀況，使用率高，整流電路的無法控制時長僅有三相半波整流電路的一半，可以提高系統(tǒng)軟件回應高頻率性。與三相半波整流電路對比，晶閘管元件承擔正反面相壓力降較低，因此在中等水平之上容量整流裝置中獲得廣泛運用。除此之外，也有六相整流器，十二相及其十二相以上多組分整流電路，他的技術性性能優(yōu)和三相整流電路，可是常用整流器元器件數(shù)量大，投入大，故經濟發(fā)展性能差。針對不同整流電路方式的特性，充分考慮技術性性能與經濟性能指標值，融合造紙設備傳動系統(tǒng)電機容積級別，該系統(tǒng)定為三相橋式整流電路更加適宜。系統(tǒng)控制方案的確定在確認系統(tǒng)軟件主回路計劃方案的前提下，依據(jù)造紙設備的實際生產工藝流程要求及自動控制系統(tǒng)明確提出動態(tài)化技術性性能，并充分考慮經濟發(fā)展性能指標值，該系統(tǒng)選用雙閉環(huán)直流電不可逆轉變速方法。該平臺由轉速和電流2個調節(jié)器進行全面的調整，可得到較好的動態(tài)性和靜態(tài)特性，因為調速系統(tǒng)的基本參數(shù)為轉速，所以將轉速環(huán)作為主要環(huán)放到外邊，電流環(huán)副環(huán)放里面，這可以抑制電網電壓的干擾對轉速產生的影響。運作時，添加給定工作電壓Ug，使“轉速調節(jié)器”和“電流調節(jié)器”電流調節(jié)器就是以飽和狀態(tài)限幅值導出，使電機以限制的較大運行電流加快運行，直至電機轉速做到給定轉速（Ug=UIN)，并當出現(xiàn)超調量后，“轉速調節(jié)器”和“電流調節(jié)器”撤出飽和狀態(tài)，最終保持在稍低于給定轉速值下運作。系統(tǒng)軟件工作的時候，最先要為電機加激磁，更改給出工作電壓Ug的尺寸就可以方便快捷地更改電動機轉速。“轉速調節(jié)器”、“電流調節(jié)器”都設有限幅階段，“轉速調節(jié)器”的輸出作為“電流調節(jié)器”地給出，利用“轉速調節(jié)器”的輸出限幅可達到限定運行電流的效果?！半娏髡{節(jié)器”的輸出作為“觸發(fā)電路”的控制電壓Uct，利用“電流調節(jié)器”的輸出限幅可達到限制目的。圖3-1雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理框圖為了確保造紙設備的安全運營及其起、制動系統(tǒng)全過程加、降速穩(wěn)定，選用給出積分器開展轉速比給出，并通過控制器鎖零電路，當系統(tǒng)軟件泊車的狀態(tài)下，將控制器導出電位差鎖到零位上，以保證系統(tǒng)靠譜泊車。

系統(tǒng)主電路參數(shù)計算及保護主電路裝置的計算與確定主電路設計是保證主回路的安全運營的主要標準。整流變壓器參數(shù)計算選用整流變壓器通常是給晶閘管整流裝置給予所需要的電源電流，從而使晶閘管主電路和交流電網防護，降低整流器電路對于其他電氣設備的影響，且確保生命安全。在一般情況下，晶閘管變流器設備所規(guī)定的溝通交流電源電壓與電網電壓是不一致的，考慮到盡量減少電網和晶閘管設備之間相互影響，規(guī)定晶閘管主電路與電網防護，因此需要配備整流變壓器。變壓器二次側繞組一般分別由Y、D方式聯(lián)結，串聯(lián)后整流器電壓波形每周期時間脈沖12次，即等效電路的12相整流器電路。因為脈沖工作頻率比較高，故是整流電源品質大幅提升，是可減少平波電抗器的容積。因此系統(tǒng)用了Dyn11聯(lián)結變壓器其3n次諧波在三角形布線的一次繞組內產生電場，不會引入公共性高壓電網中那樣有益與抑制高次諧波電流量，并且更不要法有益于低電壓單相接地短路故障保護與摘除。Dyn11聯(lián)結變壓器的承擔單相電不均衡負荷能力特別大。圖4-1系統(tǒng)主傳動晶閘管整流電路1、整流器變壓器的接線變壓器選用D-Y連接它能夠有效地有效地抑止可控硅整流器過程中產生的奇次諧波（通常是三次諧波）對電網不良影響。防止變壓器每相繞組中獲得尖形波電動勢，這一電動勢有時也會超出正常的50%，對變壓器絕緣層不好。2、整流器變壓器二次相電壓U2計算：二次相電壓U2計算如下所示：（4-1）取電網電壓波動指數(shù)ε=0.9，變壓器短路電壓比UK=0.05，管壓降ΔUVT=1.5V，I2/I2N=1，=6V，αmin=30°。查一下表4-1：表4-1幾種整流線路變壓器計算系數(shù)電路形式AC單相雙半波0.90.707單相橋式0.90.707三相半波1.170.866三相橋式2.340.5因此可知A=2.34，C=0.5，則有：實?。篣2=140V。3、變壓器二次相電流I2和一次相電流的計算I1表4-2整流變壓器計算參數(shù)線路型式負載性質Ud/U2Id/I2S1/UdIdS2/UdIdS/UdId單相半波電阻型負載0.450.6372.683.483.08電感型負載0.451.141.111.571.34單相全波電阻型負載0.91.271.231.751.5電感型負載0.91.411.111.571.34單相半控橋電阻型負載0.90.91.231.231.23電感型負載0.911.111.111.11單相全控橋電阻型負載0.90.91.231.231.23電感型負載0.911.111.111.11晶閘管在負載側的單相橋式電阻型負載0.90.91.231.231.23電感型負載0.911.111.111.11三相半波電阻型負載1.171.731.231.511.38電感型負載1.171.731.111.481.34三相半控橋電阻型負載2.341.221.051.051.05電感型負載2.341.221.051.051.05三相全控橋電阻型負載2.341.221.051.051.05電感型負載2.341.221.051.051.05經查表可知：4、變壓器容量的計算如下：對于三相橋式全控整流電路，則有：5、整流變壓器數(shù)據(jù)整流變壓器數(shù)據(jù)如下：表4-3整流變壓器數(shù)據(jù)相數(shù)接線容量（kv·A)一次電壓(v)一次電流（A）二次電壓（v）二次電流（A）三相D,Yn11160380241242377晶閘管元件選擇1、晶閘管的額定電壓UTN按下式：，（4-2）查表4-4得：則有：實?。篣TN≈1000V查下表為整流元件的最大峰值電壓和額定電流的計算系數(shù)則可知：表4-4整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計算系數(shù)Kfb整流主電路單相半波單相雙半波單相橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器的雙反星型UTmKfbα=0°10.50.50.3740.3680.1850.450.450.450.3680.3680.184因此Kfb=0.368，取Id=2IN則有：2、晶閘管的額定電流ITN按下式計算：（4-3）查下表整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計算系數(shù)Kf表4-5整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計算系數(shù)Kfb整流主電路單相半波單相雙半波單相橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器的雙反星型UTmKfbα=0°10.50.50.3740.3680.1850.450.450.450.3680.3680.184因此Kfb=0.368，取Id=2IN則有：實?。篒TN=200A。3、晶閘管電壓安全系數(shù)Kv和電流安全系數(shù)KI檢驗：根據(jù)上述計算，選取晶閘管元件KP200-10，計6只。整流裝置的保護晶閘管元件有許多優(yōu)勢，但它承擔過電壓水平小，為了能讓元器件能靠譜長期性運作，除開科學合理的挑選元件外，務必對于元件工作性質設定適當?shù)谋Ｗo措施。下邊依據(jù)全面的主要工作狀況，對整流裝置務必設定這幾種保護措施來計算和判斷。過電壓保護過電壓有實際操作過電壓和浪涌保護過電壓兩種。依據(jù)晶閘管設備造成過電壓一部分不一樣，分別為交流側過電壓保護、直流電測過電壓保護、元件維護階段。1、交流側過電壓保護如今在電氣設備系統(tǒng)內安置的過電壓保護常常所采用的一些過電壓保護對策，交流側過電壓保護見下圖：圖4-2交流側過電壓保護1）阻容維護利用電容器兩直流電壓不可以基因突變，而能貯存電磁能的最基本特點，能夠吸收一瞬間的浪涌保護動能，限定過壓。為了能限定電容器的充放電電流，減少晶閘管開通一瞬間電容放電電流所引起的正方向電流上升幅度dI/dt及其防止電容器與控制回路電感器造成震蕩，通常是在電容器回道路上串入適度電阻器，進而組成阻容吸收維護。因為整流器變壓器容積55KV·A>5KV·A，因此變壓器一次側、二次側均必須阻容保護設備[14]。變壓器一次側阻容吸收設備技術參數(shù)測算如下所示：變壓器每相光電流數(shù)達：變壓器每相伏安數(shù)=阻容保護采用D聯(lián)結則電容值C1為：.μF式中取變壓器勵磁電流百分比if%=5。實取C1=38μF；電容C1耐壓值C1≥1.5=1.5х380V=570V電阻值R1按下式計算：考慮到電容值以大于計算值，所以取。阻容電流：電阻功率： 根據(jù)上述測算，事實上阻容裝置為：油浸電容3.8μF，630V，3支；繞線電阻18Ω，450W，3支。變壓器二次側阻容消化吸收裝置測算：阻容裝置選用D連接，計算方式齊上，則：C2≥==9.4取C2=10μFC2耐壓值阻容電阻值實取：=7.5Ω電容電流電阻功率：根據(jù)上述測算，實選變壓器二次側阻容消化吸收裝置元器件為：油浸電容10μF。630V，3支。2）電阻器保護瓷片電容是一種新式非線性電阻保護元器件，主要用于交、直流電的浪涌保護過壓保護[15]。保護接線見下圖：圖4-3交流側過電壓保護壓敏電阻額定電壓按下式計算：U1mA≥事實上選擇壓敏電阻維護MY31-440/3型3只，額定電壓440V，通流容積3KA。2、直流電測過電壓保護直流電測和交流側過電壓保護的辦法是一樣的。器件的挑選標準也是一樣的。具體中常會選用壓敏電阻維護，見下圖：圖4-4直流側過電壓保護依據(jù)溝通交流側壓敏電阻計算方式，能夠選擇壓敏電阻MY31-440/3型1只額定電壓440V，通流容積3KA，并接在RC吸取電源電路[16]。3、元器件維護為避免在換相環(huán)節(jié)中，被關斷的晶閘管發(fā)生反向過壓，進而被關斷的晶閘管造成反向擊穿。常用方法是什么晶閘管兩邊并接RC吸取電源電路，如圖所示：圖4-5換相過電壓保護查下表：表4-6晶閘管阻容電路經驗數(shù)據(jù)晶閘管額定電流1000500200100502010電容（μF）210.50.250.20.150.1電阻（Ω）2510204080100實取：,。電容耐壓電阻RP功率實際上選擇油浸電容1μF，630V，6支；琺瑯電阻5Ω，10W，6支。過電流保護生產機械的負載、整流裝置的直流電測短路故障、某一元件的穿透都會出現(xiàn)過電流的情況，導致晶閘管元件毀壞，因此，過電流保護對策在設備中是不可缺少的。1、直流電迅速全自動開關保護直流電迅速全自動開關的姿勢時長僅是2ms，徹底開斷電孤時間也但是25—30ms。它接近保護的整流電路內，當系統(tǒng)軟件出現(xiàn)嚴重的負載或短路故障電流時，迅速全自動開關快速斷開常見故障電流，盡量防止燒壞快速熔斷器，促使出現(xiàn)異常電流時迅速開關比快速熔斷器先姿勢。依據(jù)電動機額定值電流，具體采用DS9—10/15，額定電流1500V，額定值電流1000A，姿勢電流整定值范圍包括800—2000A。2、快速熔斷器保護用快速熔斷器做了電流保護是晶閘管設備中運用最常見的保護對策。快速熔斷器的掉線時間是在10ms之內。將快速熔斷器與晶閘管元件串聯(lián)，因為二者電流同樣，對元件保護功效最好是，因此該系統(tǒng)使用這種方式，見下圖：圖4-6快速熔斷器與晶閘管串聯(lián)快速熔斷器的熔體額定電流IN按下式選擇：ITm≤IN≤1.57ITN實際選擇RS3—500—400，6只，熔體額定電流為200A。電抗器的計算在電樞回路串聯(lián)平波電抗器Lr，能使導出電流持續(xù)、限定電流脈沖、抑止電流上升幅度，以提升可控硅與電動機使用率和系統(tǒng)調整特點。針對不同規(guī)定所計算的電感值并不是相等在其中為使主回路電流持續(xù)標準計算的電感值比較大，故本設計方案按電流持續(xù)標準計算電感，這樣也能完成其他功能。用公式計算派出所需電感量，要減掉變電器漏感和電機電樞電感，才算是平波電抗器的電感量Lcr1，計算全過程如下所示。變壓器的漏感LL式中，Kl在下表查得：表4-7變壓器電感值序號電感量的有關數(shù)值單相全控橋三相半波三相全控橋帶平衡電抗器的雙反星型1Lmfd最大動脈α值Udm/U210090o1.215090o0.8830090o0.830090o0.82LcrKcr2.851.460.6930.3483LLKL3.186.753.97.8電動機電樞電感對于三相橋式電路，主電路導通時，變壓器漏電感量與電樞電感量之和為：平波電抗器電感量Lcr1實取Lcr1=6.235mH，ILcr1=170A。穩(wěn)壓電源的設計穩(wěn)壓電源就是將從電網里的電壓根據(jù)變壓器轉化成220V的電壓，再經由同步變壓器初次分配給每個用電一部分。穩(wěn)壓電源的斷定為了確保用電機器的安全運營和確保用電機器的平穩(wěn)運作。穩(wěn)壓電源設計是依據(jù)用電機器的規(guī)定來決定。如下圖所示：圖3-1±15V穩(wěn)壓電源原理圖下圖同步變壓器如下：同步變壓器是在電網電壓接入后，通過變壓器變壓以達到電氣設備的要求。圖3-2同步變壓器框圖下圖如下：是穩(wěn)壓電源接入電氣設備的接線圖，是為電氣設備各部分提供電壓，以保證各部分的正常運行。圖5-3穩(wěn)壓電源的接入部分圖5-4如下：是為電動機提供電源的動力部分。圖3-3勵磁電源部分下圖為穩(wěn)壓電源的接觸裝置，以保證穩(wěn)壓電源的安全使用，在發(fā)生電源電流過大時斷開電路。圖3-3接觸裝置部分零速封鎖電路的設計系統(tǒng)中引進PI調節(jié)器，即便系統(tǒng)在停機過程中，沒加給出數(shù)據(jù)信號，因其積分兌換功效，調節(jié)器在電磁干擾影響下還會有非常大的電壓。這一脈沖信號贈給開啟設備，就會讓開啟單脈沖從原始相位差（ɑ=90度）移位進而電機啟動，這一點在操縱上有被禁止的。因此在系統(tǒng)得出啟動命令以前，務必對有積分兌換功效的調節(jié)器鎖零，即把它導出鎖到零電位上。系統(tǒng)對調節(jié)器鎖零電路要求是：1）系統(tǒng)處在泊車的狀態(tài)下，具備積分兌換功效的調節(jié)器務必用鎖零電路把它導出電位鎖到零電位。2）系統(tǒng)收到起、停及反方向命令之際，或處在正常運轉的狀態(tài)下，調劑器不可以鎖零。零速封禁（鎖零電路）作用是當系統(tǒng)處在泊車情況，及U*n和Un為零時，把所有調節(jié)器鎖零，以防止調節(jié)器的零漂使開啟單脈沖從原始相位差移位而把電機運行。零速封禁電路如下圖所示。他由電平檢驗、跟門D1、延時環(huán)節(jié)（51KΩ電阻器R和10μF電容器C）、電磁閥K、變大階段等構成。電平檢驗有兩種BG305線形部件構成。當U*n=Un=0時，電平檢驗輸出端口均是高電平“1”態(tài)，經跟門D1截止。如下圖6-1圖3-4鎖零電路

系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)的選擇前已經述及，系統(tǒng)控制電路由電流內環(huán)、轉速外環(huán)線等構成。電流內環(huán)的ACR用以操縱電動機電樞電流的變化趨勢，轉速環(huán)外的ASR用以操縱電動機轉速的變化趨勢。為了實現(xiàn)系統(tǒng)在起、制動系統(tǒng)全過程里加、降速相對穩(wěn)定的工藝標準，系統(tǒng)中設置權限給出積分器。為保證系統(tǒng)靠譜終止，還設有鎖零電源電路（靜止不動檢驗）。電流閉環(huán)的設計電流閉環(huán)控制以電流控制器ACR為基礎形成一個最好電流調整系統(tǒng)。轉速控制器ASR的導出限幅值即是電流環(huán)的主要電流給定值，促使電動機在起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中電樞電流為較大允許值，并實現(xiàn)時長最少操縱。電流內環(huán)設置一樣對電網電壓起伏具備立即的抗擾功效，以減少動態(tài)性速降。電流檢測裝置電流反饋環(huán)節(jié)鍵入信號是主電路的電流量，經轉換后得到導出為交流電壓的反饋U，依據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)構成，常見的電流反饋方式及檢測元件有：1.利用整流管直流電測電阻器作檢測元件在電路直流電測串聯(lián)低電阻值電阻器R以獲得電流檢驗信號，這類電流檢測方式，在電阻器上面造成壓力降和消耗。有時候可利用電動機換相繞阻和賠償繞阻里的壓力降作為電流信號。以上方式，主電路和控制電路在電路上需連接電流隔離器。將U作為隔離器鍵入信號，隔離器的導出再作為電流反饋信號。2.直流電流互感器作為檢測元件直流電流互感器實際是一個由交、直流與此同時掌控的帶磁性元件，直流電流量Id變化時，等效電路里的被磁化情況產生變化，從而使得其二次側溝通交流供給量發(fā)生變化，隨后經整流器后獲得控制信號Ui。選用直流電壓互感器檢測比交流互感器繁雜，高頻率性稍弱但他用一臺直流電壓互感器替代三臺交流互感器，使檢測設備大幅簡單化，且導出信號功率大，具備電氣隔離。3.以交流互感器作為檢測元件針對逆變電路來講，輸出直流電流量Id與溝通交流側輸入電流I有一定的關系，即I=KId（4-1）式中，K為與逆變電路形式相關的比例系數(shù)，如三相電橋電路，K=0.816。因此可以采用溝通交流電流互感器檢驗I，隨后經整流器后得到Ui，以體現(xiàn)直流電電流Id的尺寸，但是不體現(xiàn)電流的正負極。這類檢測方式配電線路簡易、經濟發(fā)展、隔離性好，獲得廣泛應用。電流互感器的連接方式，在單相路二非常簡單，在三相電路中，一般有兩種，Y型（用三臺電流互感器）和V型（用兩部）連接。應用電流互感器需要注意到以下幾個方面：1）交流互感器一次電流應依據(jù)整流裝置導出較大電流Idm來挑選。2）工作中二次繞組不允許開路，以避免人身安全和設備事故。3）二次繞組一端應接地裝置。4）帶負荷前提下，拆卸二次繞組時，首先應該把它短路故障。5）具備續(xù)流二極管的半控橋式整流電路不可以采用溝通交流檢驗。6）交流互感器正常的工作的時候不允許飽和狀態(tài)。當在三相零式逆變電路中采用溝通交流側檢測方案，則電流互感器應改成坎坷連接，以免造成交流互感器的直流電被磁化而難以工作中。因為控制電路設置權限2個電流控制器和反號器，系統(tǒng)軟件采用了如圖所示的電流互感器和電子整流器。圖4-1電流檢測裝置電流調節(jié)器ACR為了實現(xiàn)生產工藝流程所提出的動、靜態(tài)數(shù)據(jù)性能指標的需求，電流調節(jié)器選用PI調整方式，由功率放大線形集成化放大儀BG305構成，見下圖（4-2）電流調節(jié)器，當系統(tǒng)內產生了電流時，來源于過電流保護設備地過大正信號，使調節(jié)器輸出Uct為-8V。這時候，系統(tǒng)進行過電流保護，并把觸發(fā)單脈沖推倒α=150度處。泊車的狀態(tài)下，由鎖零電源的輸出信號將ACR輸出電位鎖到零電位上，避免零漂。電流調節(jié)器的輸出經限幅和功率放大電路后作為觸發(fā)設備GT的移相控制信號Uct，輸出最高值整定值在±8V。觸發(fā)裝置在直流調速系統(tǒng)中，觸發(fā)裝置是十分重要的控制模塊。對系統(tǒng)觸發(fā)電路設計和挑選觸發(fā)電路的重要依據(jù)需要注意以內的難題：1)觸發(fā)電路工作一定要十分靠譜。2)移相范疇應達到配置要求。3)觸發(fā)電路輸出特點讀好些，以提升全面的靜態(tài)和動態(tài)特性。4)規(guī)定觸發(fā)器工作中對電網電壓敏感度低。5)觸發(fā)脈沖數(shù)據(jù)信號應具備充足的輸出功率（工作電壓、電流量）和一定的總寬。6)在功率大的裝置中，當可控硅采用串、并接時，應采用強觸發(fā)，提升脈沖最前沿陡度，確保同步器件的雙向性。7)最好是采用集成化觸發(fā)裝置，使元器件、點焊、連接器、布線總數(shù)降低，簡單化控制回路，提升可靠性指標。8)在實際應用中一般要采取避免誤觸發(fā)的具體辦法?？煽毓柚绷髡{速系統(tǒng)能不能靠譜工作中，在于觸發(fā)器所發(fā)生的具有一定標準的觸發(fā)脈沖。因為集成化電路觸發(fā)器所具有的一系列優(yōu)勢，該系統(tǒng)采用KCZ6一體化六脈沖觸發(fā)部件。該部件采用三塊KC04移相觸發(fā)器，一塊KC41六路雙脈沖產生器，一塊KC42脈沖列調配產生器構成。如下圖所示4-3圖4-3觸發(fā)電路裝置轉速閉環(huán)的設計轉速閉環(huán)控制由轉速調節(jié)器、電流內環(huán)線、電機、限速機和工作電壓信號隔離器等構成，完成系統(tǒng)轉速控制。轉速調節(jié)器AS轉速調節(jié)器ASR結構和電流調節(jié)器ACR類似，由線形集成化運放電路BG305構成PI調節(jié)方式，確保在正常的工作的時候速率穩(wěn)定，對負荷轉變起抗擾功效；更改轉速給出數(shù)據(jù)信號U*n,可以實現(xiàn)無級調速，穩(wěn)定時無靜差，達到速度與調節(jié)精度的需求。轉速檢測環(huán)節(jié)和電壓隔離器常見的檢測系統(tǒng)就是各種測速發(fā)電機和單脈沖測速設備。因為干支流測速發(fā)電機不用另設整流裝置，且沒有剩下工作電壓，因而在直流調速系統(tǒng)中轉速控制信號普遍選用直流測速機，將轉速轉化成工作電壓。直流測速發(fā)電機有他勵式、永磁式兩大類。型號規(guī)格有ZCF，ZYS（永磁），ZYSH（永磁），YD（高靈敏）幾類。采用測速發(fā)電機的時候還須留意使測速發(fā)電機轉速與電機轉速相符合。因為測速發(fā)電機和電機連接安裝品質對轉速意見反饋影響非常大，故要獨特留意，常見的安裝方法有，測速發(fā)電機與電機剛度連接也可采用獨特連接方式。轉速檢驗選用他勵式直流測速機，用穩(wěn)流源提供激磁。為了能使檢測設備與控制電路推行防護，系統(tǒng)內設置權限直流工作電壓信號隔離器。檢測與防護階段電源電路見下圖轉速給定及給定積分器的設計轉速比給定環(huán)節(jié)有給定開關電源、給定電阻器等構成。造紙工藝規(guī)定系統(tǒng)在起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中穩(wěn)定，開環(huán)增益小，為了實現(xiàn)這一要求本系統(tǒng)選用給定積分器作為給定設備。給定積分器在階越鍵入時，利用自身可條導出直線斜率的陡坡速率給定數(shù)據(jù)信號，使電機在加減速環(huán)節(jié)中速率勻稱轉變。如下圖（7-5）式轉速比給定環(huán)節(jié)及給定積分器電路原理圖。圖4-4轉速給定環(huán)節(jié)和給定積分器

調速系統(tǒng)動態(tài)工程設計直流調速系統(tǒng)的建筑工程設計，主要是以系統(tǒng)標準的靜、動態(tài)性性能參數(shù)為基礎，以工作頻率法為專用工具，將系統(tǒng)進行科學簡單化，選用設定校準裝置方式，讓整個系統(tǒng)降至低級的常見系統(tǒng)，即0型，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型系統(tǒng)。本操縱系統(tǒng)被控制對象替他勵直流電機，它的動態(tài)性能為一階慣性力環(huán)節(jié)加積分兌換環(huán)節(jié)。全部系統(tǒng)要以電流量閉環(huán)為內環(huán)線，轉速比閉環(huán)為外環(huán)線的閉環(huán)變速系統(tǒng)，其動態(tài)性框架圖如下圖（5-1）所顯示。系統(tǒng)形式的確定從一般標準講，系統(tǒng)可按照典型Ⅰ型系統(tǒng)設計方案，也可按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設計方案。典型Ⅰ型系統(tǒng)的結構緊湊，便于測算，系統(tǒng)超調量小，但抗擾性能較弱；典型Ⅱ型系統(tǒng)構造比較復雜，測算比較繁雜，系統(tǒng)超調量大，但抗擾性能強。本系統(tǒng)，電流量閉環(huán)控制的影響是電網電壓起伏，從抗干擾性的角度看應按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設計方案。系統(tǒng)在階躍鍵入后的超調量比Ⅰ型系統(tǒng)會大，充分考慮本系統(tǒng)設置權限給出積分環(huán)節(jié)，限定給出信號的功率上升幅度，抑制系統(tǒng)超調量，因此決定把電流環(huán)校準成典型Ⅱ型系統(tǒng)。轉速比環(huán)振蕩量通常是負荷，系統(tǒng)規(guī)定抗干擾性強，動態(tài)性速降小、修復時間較短。依據(jù)加工工藝對系統(tǒng)的需求，故轉速比環(huán)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設計方案。電流閉環(huán)的設計電流閉環(huán)設計要在轉速比環(huán)條件下確認好的，是上確保電流閉環(huán)的安全運營與使用。電流閉環(huán)的近似處理及ACR結構的選擇電流環(huán)的控制對象由電樞回路所形成的大慣性環(huán)節(jié)與可控硅開啟變流器設備、電流檢驗及意見反饋過濾各種小慣性群構成。如下圖（5-1）中點畫線框中便是電流環(huán)框架圖。因為具體系統(tǒng)軟件電樞回路電磁感應時間常數(shù)Tt=L/R遠遠小于電動機時間常數(shù)Tm，電流的控制全過程更快，而轉速n變動的全過程即反電動勢E的改變比較小，因此在規(guī)劃電流環(huán)時，可以忽略不計反電動勢E變動的危害。這時電流環(huán)的框架圖為（5-2a）。下面的圖b、c為圖a的簡化圖。圖5-2電流閉環(huán)結構圖及簡化（a,b,c）根據(jù)控制對象的傳遞函數(shù)，并考慮將電流閉環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，查表，應選用PI調節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：（5-1）且應?。?-2）電流調節(jié)器的結構圖圖5-3電流調節(jié)器結構圖電流調節(jié)器ACR參數(shù)計算電流調節(jié)器參數(shù)包括Ki和τi的數(shù)值，首先需要知道電動機和晶閘管裝置VTH等環(huán)節(jié)的參數(shù)。下面分別計算。（1）電樞回路總電阻R總電阻R包括電動機的電樞電阻Ra，平波電抗器電阻Rr和晶閘管整流的內阻Rrec，其根據(jù)經驗公式，總電阻R可由下式求得R=Ra+Rr+Rrec≈2.4Ra≈0.233Ω（2）電樞回路總電感L總電感L即為使電樞電流連續(xù)的電感量Lcr,j即L=Lcr=Lcr1+2Ll+La由于Lcr1實取6.235mH，并根據(jù)電抗器計算數(shù)據(jù)知（2Ll+La）=6.007mH，所以L=12.242mH（3）電動機電樞回路時間常數(shù)Tl（4）放大倍數(shù)Ks和失控時間Ts查表，知（5）電流反饋系數(shù)β（6）電流反饋濾波時間常數(shù)Toi取Toi=0.002s，則有TΣi為由于Tl/TΣi=0.05254/0.00367≈14.317>10，所以可將大慣性環(huán)節(jié)1/(Tls+1)近似積分環(huán)節(jié)1/(Tls).此時電流環(huán)動態(tài)結構圖可校正為下圖（5-4）：圖5-4校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)的電流環(huán)（5-3）（5-4）按Mm最小準則選擇ACR參數(shù)，取h=5，則選BG305組件組成電流調節(jié)器，取R0=20KΩ，若電位器RP1置于R1=R2處，則有實選R=0.47KΩ,RP1的阻值為4.7KΩ，若，Ri=30KΩ,Ci=0.65μF.ACR參數(shù)如圖（5-5）所示.圖5-5ACR原理圖轉速閉環(huán)的設計轉速環(huán)的設計是幫助電流環(huán)的運行達到調節(jié)轉速的目的。轉速環(huán)的近似處理及ASR結構的選擇電流環(huán)是轉速環(huán)的內環(huán)線.在規(guī)劃轉速控制器時，最先須對已經精心設計的電流環(huán)做進一步簡單化解決，使電流環(huán)變成轉速環(huán)的一個簡易階段，便于按典型性控制系統(tǒng)設計轉速環(huán).（1）電流閉環(huán)的等效傳遞函數(shù)結合圖，得知電流閉環(huán)等效傳遞函數(shù)的類似式為（5-5）=由于所以依據(jù)工程項目類似處理辦法，忽視高次項，并取等效一階慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)為傳遞函數(shù)真分數(shù)與分子結構時間常數(shù)差值，得==