直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速-全文預(yù)覽
【正文】 效益將起著重要作用，所以研究三相橋是全控整流直流調(diào)速系統(tǒng)有著深遠(yuǎn)的意義，它不僅能夠大大改善各種機(jī)車的調(diào)速系統(tǒng)，為其提高安全、快速、低損耗的調(diào)速裝置，在解決目前國(guó)際各國(guó)所面臨的能源無(wú)謂的消耗起到立竿見(jiàn)影的效果。三相交流橋式全空整流最初用途是傳動(dòng)控制，但目前應(yīng)用的新領(lǐng)域是各種直流電源設(shè)計(jì)。一 概述隨著電力電子器件的發(fā)展，大功率變流技術(shù)前進(jìn)到一個(gè)以弱電為控制，強(qiáng)電為輸出的新時(shí)代。直流電動(dòng)機(jī)有良好的調(diào)速性能，三相交流橋式全控整流是目前在各種整流電路中應(yīng)用最為廣泛的電力電子電路，在運(yùn)用到在直流電機(jī)調(diào)速時(shí)可以采用這種電路。從我國(guó)的實(shí)際情況來(lái)看很好地采用三相橋式全控整流給直流電機(jī)調(diào)速仍然有很廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。變電壓調(diào)速要有可調(diào)的直流電源，根據(jù)供電電源的種類分兩種情況：一是采用可控變流裝置，將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榭烧{(diào)的直流電。 ，從而改gU變輸出平均電壓 的大小，實(shí)現(xiàn)平滑的調(diào)壓調(diào)速。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，稱作外環(huán)。由此實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用。對(duì)于電力電子器件的選擇我們有可以選擇：晶閘管、IGBT、GTO、GTR 等。晶閘管的觸發(fā)信號(hào)可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖。實(shí)現(xiàn)同步的辦法通常是選擇觸發(fā)電路的同步電壓，使其與晶閘管主電壓之間滿足一定的相位關(guān)系。觸發(fā)脈沖的移相范圍與主電路的型式、負(fù)載性質(zhì)及變流裝置的用途有關(guān)。（二）、主要設(shè)計(jì)要求 整流變壓器設(shè)計(jì) 1） 二次相電壓 U2 的計(jì)算 2） 二次電流 I2 和一次電流 I1 的計(jì)算 3） 變壓器容量的計(jì)算 晶閘管的選擇 晶閘管保護(hù)設(shè)計(jì) 1） 晶閘管過(guò)流保護(hù) 2） 晶閘管過(guò)壓保護(hù) 觸發(fā)電路設(shè)計(jì) 1） 同步變壓器設(shè)計(jì)及同步電壓的相位選擇 2） 三相觸發(fā)電路設(shè)計(jì)（雙窄脈沖） 觸發(fā)電路供電電源設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的原理和思路本次設(shè)計(jì)的主要原理是三相橋式整流調(diào)速原理，通過(guò)對(duì)觸發(fā)電路可以改變觸發(fā)角，繼而對(duì)負(fù)載兩端的電壓進(jìn)行控制輸出，就可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。所以在設(shè)計(jì)時(shí)就要根據(jù)電路要求對(duì)管子就行設(shè)計(jì)來(lái)保護(hù)管子。如圖 2 所示。這樣組成的雙閉環(huán)系統(tǒng)，在給的突加（含啟動(dòng)）的過(guò)程中表現(xiàn)為一個(gè)恒值電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在穩(wěn)態(tài)中又表現(xiàn)為無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)，可獲得良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)品質(zhì)。 （2）計(jì)算整流變壓器參數(shù)。即： UTN=(2～3) UTM 式中 UTN——晶閘管額定電壓，V； UTM——晶閘管實(shí)際所承受的峰值電壓，V。即： IT(AV) =（～2）I T 由上式可知，若已知 Id 的值則可確定 IT(AV)的值；反之，若已知 IT(AV)的值，亦可確定 Id 的值。 IGBT能承受很短時(shí)間的短路電流，能承受短路電流的時(shí)間與該IGBT 的導(dǎo)通飽和壓降有關(guān)，隨著飽和導(dǎo)通壓降的增加而延長(zhǎng)。軟關(guān)斷指在過(guò)流和短路時(shí)，直接關(guān)斷IGBT。 降柵壓旨在檢測(cè)到器件過(guò)流時(shí)，馬上降低柵壓，但器件仍維持導(dǎo)通。極高的電流下降率將會(huì)在主電路的分布電感上感應(yīng)出較高的過(guò)電壓，導(dǎo)致IGBT關(guān)斷時(shí)將會(huì)使其電流電壓的運(yùn)行軌跡超出它的安全工作區(qū)而損壞。本次設(shè)計(jì)采用電流和電壓傳感器進(jìn)行過(guò)流何過(guò)壓保護(hù)，其中還在主電路中串聯(lián)了熔斷器起保護(hù)的作用。圖 5 主電路圖 主電路圖基于三相橋直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)：首先從電網(wǎng)輸入輸入 380v 的三相交流電，經(jīng)過(guò) Y/Y12 變壓器后經(jīng)過(guò)三相橋整流輸出加入負(fù)載直流電機(jī)的兩端，直流電機(jī)的速度調(diào)節(jié)是由控制電路控制的，在控制電路中調(diào)節(jié)改變晶閘管觸發(fā)電路的移相控制電壓 ，就可以調(diào)節(jié)晶閘管控制觸發(fā)角 α 的大gU小，調(diào)節(jié)負(fù)載兩端的輸出電壓進(jìn)而就控制了電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速同時(shí)我們還要注意一些細(xì)節(jié)問(wèn)題，例如為了保持電流的連續(xù)性在負(fù)載斷加了大電感 L 和大電容 C，還要對(duì)電路進(jìn)行電流和電壓保護(hù)。KJ004 器件輸出兩路相差 180 度的移項(xiàng)脈沖，可以方便地構(gòu)成全控橋式觸發(fā)器線路。對(duì)不同的移項(xiàng)控制 V1，只有改變 RR2 的比例，調(diào)節(jié)相應(yīng)的偏移 VP。KJ004 的同步電壓為任意值。 鋸齒波幅度≥10V（幅度以鋸齒波平頂為準(zhǔn)） 。（4）輸出管反壓：BVCEO≥18V（測(cè)試條件 Ie≤100μA） 。 使用環(huán)境溫度為四級(jí)：C:0~70℃ R:55~85℃ E: 40~85℃ M:55~125℃同步信號(hào)與主回路的相位關(guān)系同步時(shí)指觸發(fā)脈沖與主回路電源相序同步。對(duì)于整流裝置我們可以分為：?jiǎn)蜗喟氩ㄕ?
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