【正文】 5腳共用一個電源，也可用更高電壓的電源。在CT引腳和Discharge引腳之間加入一個電阻就可以實(shí)現(xiàn)對死區(qū)時間的調(diào)節(jié)功能。反之亦然。 SG3525引腳功能第五章 主電路元部件及參數(shù)計算 整流變壓器容量計算 變壓器二次側(cè)電壓的計算 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。其開關(guān)速度可達(dá)1mS，額定電流密度100A/cm2，電壓驅(qū)動，自身損耗小。 (1) IGBT的過電流保護(hù)：IGBT的過流保護(hù)電路可分為2類：一類是低倍數(shù)的（～）的過載保護(hù)；一類是高倍數(shù)（可達(dá)8～10倍）的短路保護(hù)。但是，軟關(guān)斷抗騷擾能力差，一旦檢測到過流信號就關(guān)斷，很容易發(fā)生誤動作。所以從關(guān)斷的角度考慮，希望主電路的電感和電流下降率越小越好。在電路中，過流保護(hù)環(huán)節(jié)還輸出一個信號到與門的輸入端，當(dāng)出現(xiàn)過流信號時，檢測環(huán)節(jié)輸出一低電平信號到與門的輸入端，使脈沖消失，與SG3525的故障關(guān)閉功能一起構(gòu)成雙重保護(hù)。 整流器直流側(cè)在快速開關(guān)斷開或橋臂快速熔斷等情況，也會在A、B之間產(chǎn)生過電壓，可以用非線性元?dú)饧种七^電壓，本設(shè)計壓敏電阻設(shè)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(qiáng)，抑制過電壓能力強(qiáng)，除此之外，它對沖擊電壓反應(yīng)快，體積又比較小，故應(yīng)用廣泛。（4）對于大容量和中等容量的設(shè)備以及經(jīng)常逆變的情況，可以用直流快速開關(guān)進(jìn)行過載或短路保護(hù)。③ 溶體的額定電流可按下式計算 在本設(shè)計中，選用快速熔斷器與電流互感器配合進(jìn)行三相交流電路的一次側(cè)過電流保護(hù)，： （1）熔斷器額定電壓選擇：其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。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(xiàng)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。綜合以上因素得到的精確表達(dá)式為： 表示當(dāng)控制角時，整流電壓平均值與變壓器次級相電壓有效值之比；表示控制角為時和時整流電壓平均值之比；C是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)；為變壓器的短路電壓百分比，100千伏安以下的變壓器取，100～1000千伏安的變壓器??；為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。而一次相電流有效值，所以一次側(cè)容量。～2倍。1. 時間常數(shù)的測定：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平均失控時間單相半波2010單相橋式105三相半波三相橋式、六相半波1）整流裝置滯后時間常數(shù)Ts。電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，因此可用PI型調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 （83）式中 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)；電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)。按小時間常數(shù)近似處理，取 （813）2. 選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按照設(shè)計要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)式為 　　 （814）3. 計算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都較好的原則，先取h=5，則ASR的超前時間常數(shù)為 （815）則轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益 K （816）可得ASR的比例系數(shù)為 轉(zhuǎn)速截止頻率為 （818）（1）電流環(huán)傳遞函數(shù)簡化條件為 （819）滿足簡化條件。加入這個環(huán)節(jié)可以抑制甚至消滅轉(zhuǎn)速超調(diào)，同時可以大大降低動態(tài)速降。 心得體會通過對直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計讓我對運(yùn)動控制系統(tǒng)及電力電子這兩門課程所講述的知識內(nèi)容有了更深刻的理解。參考文獻(xiàn)[1] 王兆安，黃俊. : 機(jī)械工業(yè)出版社,2007[2] 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2008[3]楊蔭福，段善旭，: 清華大學(xué)出版社，2006[4]朱仁初，: 機(jī)械工業(yè)出版社，1994[5]機(jī)械工程手冊，. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，198258。可知滿足要求。當(dāng)時，而調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 （824）調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的額定穩(wěn)態(tài)速降 為基準(zhǔn)值，對應(yīng)為額定轉(zhuǎn)速。5. 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容，按所用運(yùn)算放大器取R0=40k，各電阻和電容值為 取C= ，取 （811）按照上述參數(shù)，電流環(huán)可以達(dá)到的動態(tài)跟隨性能指標(biāo)為，滿足設(shè)計要求. 典型I型系統(tǒng)動態(tài)跟隨性能指標(biāo)和頻域指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系參數(shù)關(guān)系KT阻尼比超調(diào)量0%%%%%上升時間峰值時間相角穩(wěn)定裕度截止頻率1. 確定時間常數(shù)（1）電流環(huán)等效時間常數(shù)1/KI。由前述已求出電樞回路總電感。2. 能夠有效地抑制電網(wǎng)電壓波動的影響。選擇晶閘管元件主要是選擇它的額定電壓 和額定電流首先確定晶閘管額定電壓，晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實(shí)際承受的最大電壓，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： 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?fù)載中晶閘管承受的最大電壓， 故計算的晶閘管額定電壓為 取。實(shí)際選取為標(biāo)準(zhǔn)變壓器時可以通過改變線圈匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)。(4)平波電抗器有一定的直流電阻，當(dāng)電流流經(jīng)該電阻時就要產(chǎn)生一定的電壓降。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。在選擇時應(yīng)注意以下問題：① 快熔的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。（2）在交流側(cè)設(shè)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?qū)γ}沖進(jìn)行封鎖。 一般 在20～25之間，在取時。當(dāng)主電路的電流高于一定數(shù)值時，電磁繼電器的開關(guān)閉合，接通低電平，該過電流信號還送到SG3525的腳10。 IGBT開關(guān)過程中的過電壓保護(hù) 關(guān)斷IGBT時，它的集電極電流的下降率較高，尤其是在短路故障的情況下，如不采取軟關(guān)斷措施，它的臨界電流下降率將達(dá)到數(shù)kA/μs。 通常采取的保護(hù)措施有軟關(guān)斷和降柵壓2種。所以重要的是怎么設(shè)計好對開關(guān)管IGBT的保護(hù)方案。 IGBT管的參數(shù) IGBT（Insulated Gate Bipolor Transistor）叫做絕緣柵極雙極晶體管。如果輸入電壓過低，在SG3525的輸出被關(guān)斷同時，軟啟動電容將開始放電。由于實(shí)際中，基準(zhǔn)電壓通常是接在誤差放大器的同相輸入端上，而輸出電壓的采樣電壓則加在誤差放大器的反相輸入端上。 SG3525的工作原理 ，微調(diào)至 %，在誤差放大器共模輸入電壓范圍內(nèi)，無須外接分壓電阻。在實(shí)驗(yàn)電路中，由于接入誤差放大器反向輸入端的反饋電壓也是相對與12腳而言，所以主回路和控制回路的接地端應(yīng)相連。補(bǔ)償端工作電壓范圍為1. 5V到5. 2V.10腳:SHUTDOWN(關(guān)斷端):10端為PWM鎖存器的一個輸入端，一般在10端接入過流檢測信號。Rr的阻值決定了內(nèi)部恒流值對Cr充電。作為多個芯片同步工作時使用。該誤差放大器共模輸入電壓范圍是1. 5V5. 2V。 SG3525為美國Silicon General公司生產(chǎn)的專用PWM控制集成電路。，解決觸發(fā)電路與晶閘管控制極電路之間的阻抗匹配，并實(shí)現(xiàn)弱電回路（觸發(fā)回路）和強(qiáng)電回路（晶閘管主電路）之間的電隔離。當(dāng)V5 、V6都導(dǎo)通時，uc5 約為15V，使截止，沒有脈沖輸出，但只要中有VV6中一個截止就使得變?yōu)檎妷?，使得V7 、V8導(dǎo)通就有脈沖輸出。在同步電壓負(fù)半周，情況剛好相反，V8導(dǎo)通，V12截止，V7正脈沖經(jīng) V13～V15放大后輸出負(fù)相脈沖。此后C2經(jīng) （+15V－R25－V6－地）放電并反向充電，當(dāng)其充電電壓uc2≥+，V7又恢復(fù)導(dǎo)通。根據(jù)V4導(dǎo)通的情況可知，在同步電壓正、負(fù)半周均有相同的鋸齒波產(chǎn)生，并且兩者有固定的相位關(guān)系。V1～V4等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓uS經(jīng)限流電阻R20加到VV2基極。由于集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便，所以本設(shè)計采用的是集成觸發(fā)器，選擇目前國內(nèi)常用的KJ、KC系例，本設(shè)計采用KJ004集成塊和KJ041集成塊。 （4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了過電壓，過電流保護(hù)裝置。其輸出電壓的平均值為三相半波不可控整流電路輸出電壓平均值的兩倍。它們的共陽極端N至負(fù)載電阻R的負(fù)端，R2昀正端接交流電源的中點(diǎn)0點(diǎn)。在一個開關(guān)周期內(nèi)，VTVDVTVD1四個電力電子開關(guān)器件輪流導(dǎo)通，其電流波形示圖32（d）。這時電力晶體管VT2能在電動機(jī)制動中起作用。在期間，和改變極性，VT1截止，原方向的電流沿回路2經(jīng)二極管VD2續(xù)流，在VD2兩端產(chǎn)生的壓降給VT2施加反壓，使VT2不可能導(dǎo)通。這種PWM調(diào)速系統(tǒng)，空載或輕載下可能出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象，系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能均差。式中，R，L——電動機(jī)電樞回路的總電阻和總電感；E——電動機(jī)的反電動勢。電容C的作用是濾波，二極管VD在電力晶體管VT關(guān)斷時為電動機(jī)電樞回路提供釋放電儲能的續(xù)流回路。事實(shí)上，這些指標(biāo)要求，在同一系統(tǒng)中往往是相互矛盾的，因此需要具體對象所提出的要求，首先滿足主要方面的性能指標(biāo)要求，而適當(dāng)降低其他方面的指標(biāo)。 轉(zhuǎn)速、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于Idm時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，這時轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要調(diào)節(jié)作用。 使用硅整流器將交流電整流成直流或由蓄電池等直流電源供電, 再由PWM 斬波器進(jìn)行斬波調(diào)壓等。只要按照一定的規(guī)律改變通、斷電的時間，即可使電機(jī)的速度達(dá)到并保持一穩(wěn)定值。換向器是一種機(jī)械整流部件。（2） 要求達(dá)到的性能指標(biāo)：，電流超調(diào)量，轉(zhuǎn)速無靜差，且空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。 隨著社會化大生產(chǎn)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展很快，然而直流拖動系統(tǒng)無論在理論上和時間上都比較成熟，并且從閉環(huán)控制的角度來看，它有是交流拖動系統(tǒng)的基礎(chǔ)。采用轉(zhuǎn)速反饋和PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的條件下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差，但如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，例如要起制動，突加負(fù)載動態(tài)性能速降小等等，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足要求。目前,市場上用的最多的IGBT直流斬波器,它是屬于全控型斬波器，它的主導(dǎo)器件采用國際上先進(jìn)的電力電子器件IGBT，由門極電壓控制，從根本上克服了晶閘管斬波器及GTR 斬波器的缺點(diǎn)。本文首先明確了設(shè)計的任務(wù)和要求，在了解了轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速原理后依次對晶閘管相控整流調(diào)速系統(tǒng)的主