【正文】 動。所以，三相同步變壓器副邊繞組就只能采用 Y 形連接方法。這種 包含電源電壓頻率和相位信息的電壓稱為同步電壓。只有這樣，才能使晶閘管變流裝置有穩(wěn)定的輸出電壓和電流。對應(yīng)，說明 VT l 的同步電壓應(yīng)滯后于 U2180176。由圖 57可知，? ＝ 0176。 的移相范圍。 時為整流工作， ? 90176。 位置對應(yīng)。 和終了的 30176。 至 180176。下面以主電路為三相橋式全控整流電路、采用鋸齒波同步的觸發(fā)電路的情況為例，講述觸發(fā)電路的定相。觸發(fā)電路除了應(yīng)當(dāng)保證工作頻率與主電路交流電源的頻率一致外，還應(yīng)保證每個晶閘管的觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系，這就是觸發(fā)電路的定相。只需用 3個 KJ004 集成塊和 1 個 KJ04l集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個晶體管進(jìn)行脈沖放大，即構(gòu)成完整的三相全控橋觸發(fā)電路，如圖 47所示。從圖中可以看出，它與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似。 其在變流裝置中所起的基本作用是向晶閘管提供門極電壓和門極電流，使晶閘管在需要導(dǎo)通的時刻可以導(dǎo)通；根據(jù)控制要求決定晶閘管的導(dǎo)通時刻，對變流裝置的輸出功率進(jìn)行控制。瞬時停電保護(hù)裝置有多種，圖 45 所示為其中比較簡單、使用較廣的一種。為此給定電壓與觸發(fā)器共用一個 15V電源。 圖 42 過流和過壓保護(hù)環(huán)節(jié)原理圖 （三）綜合保護(hù)電路（ ZH） 綜合保護(hù)電路的原理圖如圖 43所示。用 FC52 線性集成電路組成一個放大器，利用正反饋?zhàn)饔茫狗糯笃骶哂欣^電特性；而后，用位移電位器 1W 實(shí)現(xiàn)特性的移位，從而得到所需之繼電特性。 （一）直流電壓變換器（ YB） 直流電壓變換器 [1]的原理圖如圖 41 所示，此變換器的功能是將電動機(jī)轉(zhuǎn)子的電壓整流成直流電壓（輸入量），并使此直流電壓與轉(zhuǎn)子電壓成正比且兩者之間是電隔離的；而后，再將此直流電壓，輸出到保護(hù)環(huán)節(jié)中去，以免使保護(hù)環(huán)節(jié)與主回路發(fā)生直接的電連接。電阻 R 的功率 RP 的計(jì)算可以根據(jù) 以下經(jīng)驗(yàn)公式估算 ? ? RIP CR 243 ?? （ 43） 6102 ??? CCC UfI ? （ 44） AUfI CCC 6 2502102 66 ??????? ?? ?? ? ? WRIP CR 8 22 ?????? 所以電阻可選擇 400 歐 2 瓦。 對于大容量的變換器，三相阻容保護(hù)裝置比較龐大，此時，可采用圖 41 所示的阻容保護(hù)電路 [6]。 造成過電壓的因素很多，如串級調(diào)速系統(tǒng)中交流開關(guān)的閉合與斷開、交流側(cè)快速熔斷器的熔斷和晶閘管換流都將產(chǎn)生尖峰瞬時電壓等；變壓器的漏抗和初次級繞組之間分布電容組成的諧振電路，可能產(chǎn)生諧振電壓、轉(zhuǎn)子直流回路中由于快速開關(guān)切斷而在平波電抗器 dL 和電機(jī)、變壓器的漏抗中產(chǎn)生過電壓 dtdiL 以及雷擊過電壓等，都可能造成過電壓的原因。 轉(zhuǎn)子額定線電流： eI2 =1255（安） 。因此，除對元件正確計(jì)算和合理選擇外，還需要配置必要的保護(hù)裝置。 ? ? ~%10~%52 ??? edL II （安） 折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的每相漏感為： 2221?????? ???XXXL DDD （毫亨） 折算到逆變變壓器二次側(cè)的每相漏感： ?BL （毫亨） 則 )()22( 2 ????????? BDdL Bd LLIEL （毫亨） 電抗器的有關(guān)參數(shù)如下： （ 1）電抗器的電阻：每臺電抗器都由壁厚為 毫米的 20 毫米 20 毫米方形通關(guān)繞成，繞組的外徑 D=698毫米，內(nèi)徑 d=450毫米、匝數(shù) 120620 ???W 匝，銅管電阻率 ?? .毫米 2/米。當(dāng)串級調(diào)速系統(tǒng)直流回路短路或顛覆時，電流急劇增加。當(dāng)電抗器的電感不是足夠大時，逆變器將提前短路，這對串級調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行是不利的。 直流回路電抗器的作用 在串級調(diào)速電動機(jī)的轉(zhuǎn)子直流回路中，必須設(shè)置足夠大的電抗器，其主要原因現(xiàn)歸納成以下四點(diǎn)： （ 1）電抗器必須保證串級調(diào)速系統(tǒng)在最小工作電流下仍能維持電流連續(xù)。 綜上所述，硅整流二極管承受的最高電壓和串聯(lián)元件數(shù)目與調(diào)速范圍有關(guān)，且調(diào)速范圍越大，元件承受的電壓越高，串聯(lián)的元件越多。 晶閘管元件的確定如下： KP500 安 /1400 伏型水冷、平板式元件；每個橋臂上的元件一串四并；兩個逆變橋共用 48 只晶閘管元件。 在大容量串級調(diào)速系統(tǒng)中，常需要幾個晶閘管元件并聯(lián)。 由于可能出現(xiàn)操作過電壓和系統(tǒng)中可能出現(xiàn)事故過電壓等，所以晶閘管的反向重復(fù)峰值電壓，應(yīng)選為比線路正常電壓的峰值高 2~3倍，即 RMRRM VV )3~2(? （ 311） 式中， RMV 是線路正常時的反向峰值電壓，對變壓器來說，通常為 BE2 。 變壓器的二次等效電流，可以根據(jù)等效直流電流來計(jì)算，即 dxB II ? （ 38） 而逆變變壓器的二次線電勢為 mincos?DB EE ? （ 39） 式中 min? 為最小逆變角。 設(shè)串級調(diào)速系統(tǒng) [4]最大理想空載轉(zhuǎn)差率為 Sl max0，它對應(yīng)著理想空載最低轉(zhuǎn)速，則按三相橋式整流接時，轉(zhuǎn)子最大整流電勢為 ESEDld 2m a a x ? （ 31） 由于 DnnnS l 110 m in00m a x ???? （ 32） 式中 D—— 調(diào)速范圍； Smax—— 最大轉(zhuǎn)差率（或稱最大調(diào)速深度）。 如果一次繞組接成星形，則根據(jù)同樣的道理，二次繞組應(yīng)接成三角形，或者再附加一個三角形繞組。 如果變壓器中點(diǎn)不與電網(wǎng)中點(diǎn)相連，則三次諧波沒有回路，逆變變壓器的激磁電流中也就沒有三 次諧波分量。 對于不同的異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子額定 電壓和不同的調(diào)速范圍，要求有不同的逆變變壓器二次側(cè)電壓；同時也希望有源逆變器與電網(wǎng)隔離。兩組逆變器可以互為備用，一組有故障時，另一組仍能單獨(dú)投入正常運(yùn)行。若用兩組逆變橋串聯(lián)的方案，則每臺變壓器的副邊線電壓只要為原來值得 1/2，即 。 本系統(tǒng)主要由主電路和控制電路兩部分組成。另外，為了滿足靜、動特性的要求，本系統(tǒng)采用了具有電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)的典型雙閉環(huán)自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但在設(shè)計(jì)中也存在許多不足之處，如控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中的觸發(fā)電路和保護(hù)電路，在設(shè)計(jì)過程中沒能詳細(xì)的介紹計(jì)算元器件的過程等等。 3）主電路的設(shè)計(jì) [1]。本系統(tǒng)采用了具有電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)的典型雙閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng) —— 晶閘管控 制雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在各部門中的用可調(diào)速交流拖動取代直流拖動的比例也逐年上升。在 20世紀(jì)的大部分年代里，約占整個電力拖動容量的不變速拖動系統(tǒng)都采用交流電機(jī)，而只占 20%的高控制性能可調(diào)速拖動系統(tǒng)則采用直流電機(jī)，這似乎已經(jīng)成為一種舉世公認(rèn)的格 局。無縫鋼管加工的主要流程為： 穿孔機(jī)是用來完成上述工藝流程中 “穿孔”工序的設(shè)備。 關(guān)鍵詞 ：串級調(diào)速 交流調(diào)速 雙閉環(huán) 穿孔軋機(jī) PI調(diào)節(jié)器 Abstract Adopting thyristor cascade speed control in perforation rolling mill, can reach the purposes of energysaving and speed–adjusting, wherefore this topic take on practical application value. According to the electric driving system requirement of perforation rolling mill, slipping feedback type cascade speed control mode the is selected, speed governing system which is high efficiency, is able to better satisfy cogging force overload capacity and the require of static and dynamic characteristics. The system use double closed loop automatic speed regulation system which has current internal loop and velocity external loop, integrated flipflop circuit and prehensive overflowing and overvoltage protection electronic circuit. Both at given process engineering and technical requirement ， calculate current rectifier, inverter and double looplocked dynamic parameter etc. The design of the adjuster is the system design39。 本系統(tǒng)采用了具有電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)的典型的雙閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集成的觸發(fā)電路和綜合的過流過壓保護(hù)電路。根據(jù)穿孔軋機(jī)對電氣傳動系統(tǒng)的要求，本文選擇了轉(zhuǎn)差回饋型的串級調(diào)速方式，調(diào)速系統(tǒng)效率高，能較好的滿足轉(zhuǎn)矩過載能力和靜、動態(tài)特性的要求。本系統(tǒng)進(jìn)行了 MATLAB 仿真，仿真結(jié)果基本滿足了系統(tǒng)要求，如果本系統(tǒng)能夠應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)中，將會提高生產(chǎn)效益。經(jīng)過５０年的建設(shè)、生產(chǎn)和科研，我國無縫管已是產(chǎn)品品種、規(guī)格齊全，其產(chǎn)品的用途覆蓋了地質(zhì)、石油、冶金、煤炭、化工、汽車、船舶、電站以及軍工、航空航天、核能等行業(yè)，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防安全做出了巨大的貢獻(xiàn)。 交流調(diào)速系統(tǒng) 直流電機(jī)拖動和交流電機(jī)拖動在 19 世紀(jì)中先后誕生。經(jīng)過十年左右的努力，到了 80年代大見成效，一直被認(rèn)為是天經(jīng)地義的交直流拖動的分工被逐漸打破，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的比重逐年上升。 穿孔軋機(jī)自動調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 穿孔軋機(jī)自動調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要包括以下幾個部分的內(nèi)容： 1）系統(tǒng)方案的確定 [1]。選用的觸發(fā)電路主要是以 KJ004 集成觸發(fā)器為核心，并對電路進(jìn)行觸發(fā)的六脈沖觸發(fā)實(shí)用電路；調(diào)節(jié)裝置包括電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)；過流過壓保護(hù)裝置主要包括直流電壓變化器、過壓和過流保護(hù)環(huán)節(jié)和綜合保護(hù)電路。 自動調(diào)速系統(tǒng)的內(nèi)容比較廣泛，種類比較多，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只選擇了其中的一種，借鑒前人的優(yōu)秀成果，做了比較詳細(xì)的介紹。采用串級調(diào)速后，按電動機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩值降低為原來的 %計(jì)算 [1]，本電動機(jī)仍近似具有2倍（ ?? ）的轉(zhuǎn)矩過載能力，能夠滿足工藝 所提出的要求。采用轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實(shí)行串級聯(lián)接，這樣就可以實(shí)現(xiàn)在起動過程中只有電流負(fù)反饋，而它和轉(zhuǎn)速負(fù)反饋不同時加到一個調(diào)節(jié)器的輸入端，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只靠轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不靠電流負(fù)反饋發(fā)揮主要的作用，這樣就能夠獲得良好的靜、動態(tài)性能。根據(jù)轉(zhuǎn)子開路電壓和調(diào)速范圍的要求，本系統(tǒng)之逆變變壓器的副邊線電壓應(yīng)為 727伏（詳見第三章的計(jì)算）。 （３）系統(tǒng)在調(diào)速范圍不大的情況下運(yùn)行時，可以只投入其中一組逆變器，把另一組逆變器切除，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù)。主電路原理圖見附錄 1。 逆變變壓器原副邊的接線方式 如果逆變變壓器二次側(cè)繞組接成星形 [1]，并將其中點(diǎn)與電網(wǎng)的中點(diǎn)相連，則當(dāng)一次側(cè)加入正弦波電壓時，將由于變壓器磁化曲線的非線性，而使各相激磁電流也為非正弦，其中包含三次諧波分量，該三次諧波電流可以通過中線流回。為了避免出現(xiàn)這種現(xiàn)象，逆變變壓器的一次繞組一般應(yīng)接成三角形，以使激磁電流的三次諧波在三角形中以環(huán)流形式存在，從而使二次繞組的感應(yīng)電勢是正弦的。 逆變變壓器二次電壓的計(jì)算 逆變變壓器的二次電壓，可以根據(jù)使最低轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)子最大整流電勢與逆變器最大逆變電勢相等的原則來確定。 關(guān)于最小逆變角的確定，對于只運(yùn)行在電動狀態(tài)的串級調(diào)速系統(tǒng)，一般取 ??30min? （ 37） 因此，每一臺逆變變壓器的二次線電勢便可由上式 36得到： 3 6 28 6 9 4 0311c o s11m in?? ?????? ???????? ?? ? DBEDE （伏） 逆變變壓器容量的計(jì)算 逆變變壓器的容量，可有兩種近似的計(jì)算方法，一 種是根據(jù)已選定的電動機(jī)容量，來近似確定逆變變壓器的容量；另一種是根據(jù)逆變變壓器二次側(cè)等效線電流 BI（但對具有平