【正文】 保護 （ 1）壓敏電阻的額定電壓 mAU1選擇可按下式： 2mA lUU? 式中， mAU1壓敏電阻的額定電壓， VYJ 型壓敏電阻的額定電壓有： 100V、 200V、 4 760V、 1000V等； l2變壓器二次側的線電壓有效值，對于星形接法的線電壓等于相電壓，22 3UU l ?。 直流側過電壓保護與計算 整流器直流側在快速開關斷開或橋臂 快速熔斷等情況，也會在 A、B 之間產生過電壓，可以用非線性元氣件抑制過電壓，本設計壓敏電阻設計來解決過電壓時 (擊穿后 )，正常工作時漏電流小、損耗低，而泄放沖擊電流能力強，抑制過電壓能力強，除此之外，它對沖擊電壓反應快，體積又比較小，故應用廣泛。 過電流保護設計 過電流保護措施有下面幾種，可以根據(jù)需要選擇其中一種或數(shù)種。 （ 4）對于大容量和中等容量的設備以及經(jīng)常逆變的情況，可以用直流 快速開關進行過載或短路保護?？焖匍_關的動作電流 2gdI 按電動機最大過載電流整定 2g d NI KI? 式中， K 為電動機最大過載倍數(shù)，一般不大于 ； NI 為直流電動機的額定電流。 ③ 溶體的額定電流 KNI 可按下式計算 KN TI I I?? 三相交流電路的一次側過電流保護 在本設計中，選用快速熔斷器與電流互感器配合進行三相交流電路的一次側過電流保護，保護原理圖 如下： 圖 一次側過電流保護電路 （ 1）熔斷器額定電壓選擇：其額定電壓應大于或等于線路的工作電壓。 熱管散熱技術是當今國際較流行的散熱方式，國內近年來發(fā)展較快，被人們稱之為熱的“超導體”，已廣泛用于車輛電傳動系統(tǒng)，熱管的主要特點：高效的導熱性，高度的等溫性，熱流密度變換能力強，結構多樣靈活、重量輕。 第 七 章 勵磁回路元件計算和選擇 變壓器的選擇 在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干擾，要求它們相互隔離，故通常要配用整流變壓器，這里選項用的變壓器的一次側 繞組采用△聯(lián)接，二次側繞組采用 Y 聯(lián)接。 (2)晶閘管并非是理想的可控開關元件，導通時有一定的管壓降，用 TV表示。 綜合以上因素得到的 2U精確表達式為： 20UUA d?表示當控制角 00?? 時，整流電壓平均值與變壓器次級相電壓有效值之比； 0ddUUB ??表示控制角為 ? 時和 00?? 時整流電壓平均值之比； C 是與整流主電路形式有關的系數(shù)； %KU為變壓器的短路電壓百分比， 100 千伏安以下的變壓器取 5%?K， 100～ 1000 千伏安的變壓器取10~5?KU； ?為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。 對于本設計：為了保證電動機負載能在額定轉速下運轉 ,計算所得 2U應有一定的裕量 ,根據(jù)經(jīng)驗所知 ,公式中的控制角 ? 應取 300 為宜。而一次相電流有效值)//( 211 UUII ?，所以一次側容量 2222 I。 對于本設計 2IK取 ,且忽略變壓器一二次側之間的能量損耗，故 AIKI NI ?????? ? 根據(jù)整流變壓器的特性，即 路 半波 控橋 控橋 半波 控橋 控橋 抗 器的雙反星形 20UUA d? 0ddB ? cos? 1 cos2 ?? cos? cos? 1 cos2 ?? cos? cos? C 22/IdK I I? 1 1 46 222111 IUmIUm ? 取 3，所以 2211 IUIU ?，所以整流變壓器的容量為： 1 2 1 1 1 2 2 2 2 2 211( ) ( )22S S S m U I m U I m U I? ? ? ? ? KVAIUm ????? 設計時留取一定的裕量，可以取容量為 AKV?。一般取按此原則所得計算結果的 ～ 2 倍。假設 ?/uId si? ，它的調節(jié)過程如下： 它可以保持電流特性不變，自動限制最大電流，能有效抑制電網(wǎng)電壓波動的影響。 ： 表 1 各種整流電路的失控時間（ f=50Hz） 整流電路形式 最大失控時間max /sT ms 平均失控時間/sT ms 單相半波 20 10 單相橋式 10 5 三相半波 三相橋式、六相半波 1）整流裝置滯后時間常數(shù) Ts。按小時間常數(shù)近似處理，取= T s+ T o i= 0 .0 0 3 7 siT? 。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用 PI 型調節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 () ( 1)iiAC R s iKsW s?? ?? （ 83） 式中 iK 電流調節(jié)器的比例系數(shù)； i? 電流調節(jié)器的超前時間常數(shù)。由前述已求出電樞回路總電感。三相橋式電路的每個波頭的時間是 ，為了基本濾平波頭，應有（ 1~2） Toi=，因此取 Toi=2ms=。NI)~(I m ? 。 本設計選用晶閘管的型號為 KK2008 額定電壓： VDRM 800V 額定電流： IT(AV) 200A 門極觸發(fā)電壓： VGT ? V 門極觸發(fā)電流： IGT ? 300 mA 第 八 章 雙閉環(huán)調速系統(tǒng)調節(jié)器的設計 電流調節(jié)器的設計 ACR：電流調節(jié)作用的調節(jié)作用：電流環(huán)由 ACR 和電流負反饋組成的閉環(huán)，其主要作用是穩(wěn)定電流，由于 ACR 為 PI 調節(jié)器。選擇晶閘管元件主要是選擇它的額定電壓 TMU 和額定電流)(AVTI 首先確定晶閘 管額定電壓 TMU，晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實際承受的最大電壓 RM，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)，則計算公式： RMTM UU )3~2(? 對于本設計采用的是三相橋式整流電路，晶閘管按 1至 6的順序導通，在阻感負載中晶閘管承受的最大電壓 22 UUU RM ??， 故計算的晶閘管額定電壓為 VVUU TM 1029~)3~2(6)3~2( 2 ?????? 取 800V 。所以變流變壓器的平均容量為)(21 21 SSS ?。實際選取為標準變壓器時可以通過改變線圈匝數(shù)來實現(xiàn)。 TnU表示主電路中電流經(jīng)過幾個串聯(lián)晶閘管的管壓降。 (4)平波電抗器有一定的直流電阻，當電流流經(jīng)該電阻時就要產生一定的電壓降。 為了保證負載能正常工作，當主電路的接線形式和負載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側的電壓 2U只能在一個較小的范圍內變化，為此必須精確計算整流變壓器次級電壓 2。熱管散熱器特別適合于這種安裝底板絕緣的大功率 IGBT 模塊散熱。 （ 2）熔斷器額定電流選擇：其額定電流應大于或等于電路的工作電流。在選 41 擇時應注意以下問題： ① 快熔的額定電壓應大于線路正常工作電壓的有效值。 ② 快速開關的額定電壓 KldU ≥額定整流電壓 NU 。 （ 2）在交流側設置電流檢測裝置，利用過電壓信號去控制觸發(fā)器，使脈沖快速后移或對脈沖進行封鎖。 圖 壓敏電阻保護電路 壓敏電阻的額定電壓的選取可按下式計算： ?? ~ ?mAU壓敏電阻承受的額定電壓峰值 式中 mAU1為壓敏電阻的額定電壓； ? 為電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，一般 ? 取～ 。 一般 在 20～ 25 之間，在取 20a? 時，mAR UK ?。因 此，是一種較好的過電壓保護元件。 過流保護信號取自電阻兩端的電壓， 當主電路的電流高于一定數(shù)值時，電磁繼電器的開關閉合，接通低電平， 37 該過電流信號還送到 SG3525 的腳 10。所以從關斷的角度考慮，希望主電路的電感和電流下降率越小越好。降柵壓后設有固定延時，故障電流在這一延時期內被限制在一較小值，則降低了故障時器件的功耗，延長了器件抗短路的時間，而且能夠降低器件關斷時的 di/dt，對器件保護十分有利。但是，軟關斷抗騷擾能力差，一旦檢測到過流信號就關斷，很容易發(fā)生誤動作。如飽和壓降小于2V 的 IGBT 允許承受的短路時間小于 5μ s，而飽和壓降 3V 的 IGBT 允許承受的短路時間可達 15μ s， 4～ 5V 時可達 30μ s 以上。 (1) IGBT 的過電流保護： IGBT 的過流保護電 路可分為 2 類：一類是低倍數(shù)的（ ～ 倍）的過載保護；一類是高倍數(shù)（可達 8～10 倍）的短路保護。因該系統(tǒng)負載不大，故 取 FC ?22020 ? ， 耐壓 VU DM . ??? 取V500 即選用VF 500,2200?電容器。其符 號和波形圖如圖 所示。 VUd 220? 考慮占空比 為%90，則VUU ds ?? 取 US ? VS ?? 考慮 10%的裕量 VU ?? 一、二次電流計算 AII d ?? 變比 ??? UUK AKII ?? 考慮空載電流，取 ??? 變壓器容量計算 AKVIUS ????? AKVI ????? AKVSSS ?????? )(2)( 21 設計時留取一定的裕量，可以取容量為AKV?20整流變壓器。此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干擾。 欠電壓鎖定功能同樣作用于輸出級和軟啟動電路。 外接關斷信號對輸出級和軟啟動電路都起作用。只有軟啟動電容充電至其上的電壓使引腳 8 處于高電平時， SG3525 才開始工作。由于 SG3525 內部集成了軟啟動電路，因此只需要一個外接定時電容。可以分壓后作為誤差放大器的參考電壓。電壓范圍是 1. 8V3. 4V. 15 腳 :+VIN(芯片電源端 ):直流電源從 15 腳引入分為兩路 :一路作為內部邏輯和模擬電路的工作電壓 。 12 腳 :GROUND(接地端 ):該芯片上的所有電壓都是相對于 GROUND而言，即是功率地也是信號地。在電路異常時，只要腳 10 電壓大于0. 7V，三極管導通，反相端的電壓將低于鋸齒波的谷底電壓 ()， 29 使得輸出 PWM 信號關閉，起到保護作用 . 11 腳 :OUTPUT A,14 腳 : OUTPUT B(脈沖輸出端 ):輸出末級采用推挽輸出電路，驅動場效應功率管時關斷速度更快 .11 腳和 14 腳相位相差1800，拉電流和灌電流峰值達 200mA。 9 腳 :COMPENSATION(補償端 ):在誤差放大器輸出端 9 腳與誤差放大器反相輸入端 1 腳間接電阻與電容，構成 PI 調節(jié)器，補償系統(tǒng)的幅頻、相頻響應特性。把充電和放電回路分開，有利與通過死區(qū)電阻來調節(jié)死區(qū)時間，使死區(qū)時間調節(jié)范圍更寬。 6 腳 :Rr(震蕩電阻端 ):震蕩電阻一端接至 6 腳，另一端直接接至地端。 28 4 腳輸出頻率為輸出脈沖 頻率的 2 倍。 4 腳 :OSC. OUTPUT(同步輸出端 ):同步脈沖輸出。 2 腳 :NI. INPUT (同相輸入端 ):此端通常接到基準電壓 16 腳的分壓電阻上，取得 2. 5V 的基準比較電壓與 INV. INPUT 端的取樣電壓相比較。基準電壓為 V士 1%，工作電壓范圍很寬，為 8V 到 35V. SG3525 引腳各端子功能 SG3525 采用 16 端雙列直插 DIP 封裝，各端子功能介紹如下 : 1 腳 :INV. INPUT(反相輸入端 ):誤差放大器的反相輸入端，該誤差放大器的增益標稱值為 80db，其大小由反饋或輸出負載來決定，輸出負載可以是純電阻，也可以是電阻性元件和電容元件的組合。它適用于各開關電源、斬 波器的控制。其控制電路如圖 . 圖 PWM 控制電路 SG3525 芯片的主要特點