【正文】 控制用逆變角表示，則 由此可見，按照上式來控制就可以消除直流平均環(huán)流，這稱作 a 配合控制。這里，主要分析靜態(tài)環(huán)流的形成原因，并討論其控制方法和抑制措施。利用：只要合理的對環(huán)流進行控制，保證晶閘管的安全工作，可以利用環(huán)流作為流過晶閘管的基本負載電流，使電動機在空載或輕載時可工作在晶閘管裝置的電流連續(xù)區(qū)，以避免電流斷續(xù)引起的非線性對系統(tǒng)性能的影響。 b β—電流反饋系數(shù)=β配合控制的有環(huán)流V—M可逆調(diào)速系統(tǒng) 圖24 三相橋式反并聯(lián)電樞可逆線路 兩組晶閘管由同一個交流電源供電，分別由兩套觸發(fā)器控制，當(dāng)正組晶閘管裝置VF供電時，電動機正轉(zhuǎn)；當(dāng)反組晶閘管裝置VR供電時，電動機反轉(zhuǎn)。兩者之間實行嵌套連接，且都帶有輸出限幅電路。第1章 設(shè)計要求設(shè)計題目：采用α=β配合控制的有環(huán)流V—M可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計要求：動態(tài)性能指標(biāo)：電流環(huán)超調(diào)量 ；空載啟動到額定轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)速超調(diào)量 。1． 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的研究2．調(diào)速系統(tǒng)主電路參數(shù)計算及元件的確定（包括有變壓器、晶閘管、平波電抗器等）。較大功率的可逆直流調(diào)速系統(tǒng)多采用晶閘管電動機系統(tǒng)。圖中V是晶閘管變流裝置，可以是單相、三相或更多相數(shù)，半波、全波、半控、全控等類型，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來移動觸發(fā)脈沖的相位，以改變整流電壓Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。20世紀(jì)50年代末，晶閘管（大功率半導(dǎo)體器件）變流裝置的出現(xiàn)，使變流技術(shù)產(chǎn)生了根本性的變革，開始進入晶閘管時代。直流調(diào)速是指人為地或自動地改變直流電動機的轉(zhuǎn)速,以滿足工作機械的要求。首先實現(xiàn)了整流器的更新?lián)Q代，以晶閘管整流裝置取代了習(xí)用已久的直流發(fā)電機電動機組及水銀整流裝置使直流電氣傳動完成了一次大的躍進。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行嵌套聯(lián)接。在設(shè)計中調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用了三相全控橋整流電路來供電。 摘要轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)是性能很好、應(yīng)用最廣的直流調(diào)速系統(tǒng)。本文首先確定整個設(shè)計的方案和框圖。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱做外環(huán)。同時，控制電路已經(jīng)實現(xiàn)高集成化、小型化、高可靠性及低成本。從機械特性上看,就是通過改變電動機的參數(shù)或外加工電壓等方法來改變電動機的機械特性,從而改變電動機機械特性和工作特性機械特性的交點,使電動機的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)速度發(fā)生變化。由晶閘管變流裝置直接給直流電動機供電的調(diào)速系統(tǒng)，稱為晶閘管電動機直流調(diào)速系統(tǒng)，簡稱VM系統(tǒng)，又稱為靜止的Wardleonard系統(tǒng)。由于VM系統(tǒng)具有調(diào)速范圍大、精度高、動態(tài)性能好、效率高、易控制等優(yōu)點，且已比較成熟，因此已在世界各主要工業(yè)國得到普遍應(yīng)用。由于晶閘管的單向?qū)щ娦?，需要可逆運行時經(jīng)常采用兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線路。3．驅(qū)動控制電路的選型設(shè)計（集成觸發(fā)電路）。參數(shù)：第三組：直流電動機型號Z2101額定容量（KW）額定電壓（V)220額定電流（A)最大電流（A)額定轉(zhuǎn)速（rmp)1500額定勵磁電壓 220V電動機電樞電阻電動機電樞電感其它參數(shù)名稱數(shù)值整流側(cè)內(nèi)阻整流變壓器漏感電抗器直流電阻電抗器電感第2章 控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)系統(tǒng)中不能隨心所欲地控制電流和轉(zhuǎn)矩的動態(tài)過程。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值；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。 兩組晶閘管裝置組成的電樞可逆線路，具有切換速度快、控制靈活等優(yōu)點，其經(jīng)濟性與用晶閘管開關(guān)切換的可逆線路差不多，因此成為可逆調(diào)速系統(tǒng)的主要形式，在要求頻繁啟動、制動和快速正反轉(zhuǎn)的生產(chǎn)機械上得到了廣泛的應(yīng)用。在不同情況下，會出現(xiàn)下列不同性質(zhì)的環(huán)流：（1）靜態(tài)環(huán)流——兩組可逆線路在一定控制角下穩(wěn)定工作時出現(xiàn)的環(huán)流，其中又有兩類：直流平均環(huán)流——由晶閘管裝置輸出的直流平均電壓所產(chǎn)生的環(huán)流稱作直流平均環(huán)流。為了防止產(chǎn)生直流平均環(huán)流，應(yīng)該當(dāng)正組處于整流狀態(tài)時，強迫讓反組處于逆變狀態(tài)，且控制其幅值與之相等，用逆變電壓把整流電壓頂住，則直流平均環(huán)流為零。為了更可靠地消除直流平均環(huán)流，可采用 配合控制的有環(huán)流直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的電氣原理圖如圖1所示。系統(tǒng)的控制部分采用轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。與此同時，對角也實施保護，以免出現(xiàn)而產(chǎn)生直流平均環(huán)流。在突加給定信號為負時，正組橋工作于逆變狀態(tài)，反組橋工作于整流狀態(tài)，由反組橋向電動機提供反向電流，電動機同樣經(jīng)歷電流上升、恒流升速和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)三個階段后，進入反轉(zhuǎn)穩(wěn)定運行階段，而正組橋僅有少量脈動環(huán)流。(1) 本橋逆變階段。 當(dāng)電動機的正向電流下降到零后，電感反電動勢作用消失，處于整流狀態(tài)的反組整流器開始輸出電流，電樞電流開始反向，由于整流器輸出電壓與電動機反電動勢的方向相間，電動機處于反接制動狀態(tài)，電流上升很快。這階段的特點是電動機轉(zhuǎn)速不斷下降，電動機的慣性儲能經(jīng)反組整流器回輸電網(wǎng)，產(chǎn)生良好的節(jié)能效果。這里選項用的變壓器的一次側(cè)繞組采用△聯(lián)接，二次側(cè)繞組采用Y聯(lián)接。 （2） 一次側(cè)相電流的計算 式中 ——一次相電流計算系數(shù) ——變壓器的變壓比 變壓器二次側(cè)容量。對于本設(shè)計采用的是三相橋式整流電路，晶閘管按1至6的順序?qū)?，在阻感負載中晶閘管承受的最大電壓， 而考慮到電網(wǎng)電壓的波動和操作過電壓等因素，還要放寬2～3倍的安全系數(shù)，則晶閘管額定電壓計算結(jié)果： 取 式中 ——晶閘管可能承受的電壓最大值（V）。一個整流電路中，通常包含有電動機電樞電抗、變壓器漏抗和外接電抗器的電抗三個部分。如果均衡電流經(jīng)過變壓器兩相繞組，計算時，應(yīng)代入2.查資料的環(huán)流平均值為額定電流的5%10%。因此，一般只用壓敏電阻作過電壓保護。祖同保護的元件參數(shù)可以根據(jù)表221列出經(jīng)驗數(shù)據(jù)選定。電容的耐壓值 1. 交流側(cè)過電流保護 圖34 交流二次過電流保護額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值，即 額定電流：則選型為RS3/20200.注：交流一次側(cè)過電流保護可通過斷路器實現(xiàn)2. 直流側(cè)過電流保護 圖 35 直流側(cè)過電流保護 額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值，即 取390V額定電流：則選型為RS3/20—500。圖36 晶閘管過電流保護快速熔斷器的選擇主要考慮以下兩個方面：（1） 快速熔斷器的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值，即 取240V。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： （1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60176。 （3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。 圖37 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路2. 隔離電路 由于晶閘管在主回路中，與觸發(fā)電路直接相連時易導(dǎo)通，所以要設(shè)計一個變壓器隔離兩部分電路。欠電流繼電器可以進行失磁保護，當(dāng)電流小于某一數(shù)值時將電路斷開，防止因失磁而引起飛車現(xiàn)象。 圖41電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖及其化簡（忽略反電動勢的動態(tài)影響） 忽略反電動勢對電流環(huán)作用的近似條件是式中 ωci電流環(huán)開環(huán)頻率特性的截止頻率。為了基本濾平波頭，應(yīng)有（1～2）=，因此取 =電流環(huán)小時間常數(shù)之和 T∑i = Ts + Toi=。為了讓調(diào)節(jié)器零點與控制對象的大時間常數(shù)極點對消，選擇 τi=Tl則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖便成為圖44所示的典型形式，其中 圖44 校正成典型I型系統(tǒng)的電流環(huán)回路總電阻： 回路總電感： 則電樞回