【正文】 閘管在使用是應(yīng)按實際電流有效值 VTI 與通態(tài)平均電流有效值相等的原則來選取晶閘管額定電流)(AVTI，即： )( AVTVTrel IIK ?， relK 為裕量系數(shù) 實際使用時還就留一定的裕量， relK 一般取 2~ 。 整流變壓器二次相電壓的?2U選擇： 注意 U2過高會使得設(shè)備運行中為保證輸出直流電壓符合要求而導(dǎo)致控制角過大，使得功率因數(shù)小，如果 U2 選擇過小又會導(dǎo)致在觸發(fā)角 min??? 的情況下仍然得不到要求的直流電壓。隨著轉(zhuǎn)速的下降，電樞電動勢也不斷下降，但由于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出在電動機轉(zhuǎn)速沒有反向超調(diào)時，始終保持著最大限幅狀態(tài)，這時電流調(diào)節(jié)器發(fā)揮作用，維持電動機以最大電流回饋制動，即電流調(diào)節(jié)器的輸出隨轉(zhuǎn)速的下降而減小，力圖保持最大的制動電流，取得最快的制動效果。 當轉(zhuǎn)速給定由正變負時，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出即電流調(diào)節(jié)器的輸入iU*改變極性，從而電流調(diào)節(jié)器 的輸出cU改變符號，使正組橋從整流改變?yōu)槟孀儬顟B(tài)，反組橋從逆變改變?yōu)榇鳡顟B(tài)，正轉(zhuǎn)回路的電感能量釋放，由電感反電動勢維持電樞正轉(zhuǎn)回路電流的流通，電動機的正向迅速電流下降，電感儲能經(jīng)正組橋 (逆變狀態(tài) )流向交流電源，而反組整流器由于不能通過反向電流，除少量脈動環(huán)流外，沒有負載電流通過，處于待整流狀態(tài)。 4) 由兩個調(diào)節(jié)器分別調(diào)節(jié)電流和轉(zhuǎn)速。 3) 電流截止負反饋環(huán)節(jié)限制起動電流，不能充分利用電動機的過載能力獲得最快的動態(tài)響應(yīng)，起動時間較長。 A1號圖紙（ 8個 A4）繪制所設(shè)計的原理圖；原理圖 要求清楚、工整，含器件參數(shù)。 設(shè)計內(nèi)容： 1. 配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。 晶閘管裝置放大系數(shù)： Ks=33。 設(shè)計目的： 1. 通過課程設(shè)計掌握配合控制有環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)分析與設(shè)計方法。 6. 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器（ ASR， ACR）具有抗干擾濾波能力，穩(wěn)態(tài)運行無靜差。 采用兩組晶閘管反并聯(lián)的可逆 VM 系統(tǒng)，如果兩組裝置的整流電壓同時出現(xiàn)，便會產(chǎn)生不流過負載而直接在兩組晶閘管之間流通的短路電流，稱作環(huán)流。為了在啟動或者制動過程中保持電流最大值，需要再加入一個電流調(diào)節(jié)器。由于電感是儲能元件，電感儲能與電流有關(guān)，因此電流下降就意味著電感儲能的釋放，電流上升就意味著電感的儲能增加的過程。 (3)它組回饋制動階段。另外，合適的輸入電壓可以使得晶閘管在較大的功率因數(shù)下運行；變壓器的隔離作用還可以抑制由變流器進入電網(wǎng)的諧波成分，減小對電網(wǎng)的污染。 dNI 為整流器額定直流電流。 對于三相橋式整流電路，總電感量的計算公式為： mindIUL ? 一般情況下 mindI 為電動機額定電流 的 10% ~ 5% 。 采取過電壓保護措施后，會使經(jīng)常發(fā)生的操作過電壓限制在器件額定電壓以下，偶然性的浪涌電壓限制在其間的斷態(tài)和反向不 重復(fù)峰值電壓數(shù)值以下。以下是其技術(shù)參數(shù)： 型號 最大連續(xù)工作 電壓 壓敏電壓 最大限制 電壓 通流容量（ 8/20u s） 最大能量 （ J） 額定功率 電容量 AC(V) DC(V) Vp(V) lp(A) 1 次 (A) 2 次 (A) 10/ 1000us 2ms (W) 1KH Z (pF) MYG32D471K 300 385 470(423517) 775 200 25000 20210 380 2800 表 23 MYG32D471K 技術(shù)參數(shù)表 2. 直流側(cè)過電壓保護 VF12 圖 22 直流側(cè)過壓保護 直流側(cè)過電壓保護可以用阻容或壓敏電阻，但采用阻容保護容易影響系統(tǒng)的快速性，并造成 dtdi 加大（上升率大會使晶閘管誤導(dǎo)通）。 在這里我們采用串聯(lián)快速熔斷器的方式來對晶閘管進行過電流保護。另外，觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路還應(yīng)滿足以下一些要求。與光耦比較采用，些種方式可以避免光耦上速度限制、功耗以及 LED 老化問題。 本設(shè)計中電動機額定轉(zhuǎn)速為 1000r/min，選用 55CYH02 型號的測速發(fā)電機即可滿足要求。 2） 校驗忽略反電動勢變化對電流環(huán)動態(tài)影響的條件cilm sTT ??? ?，滿足近似條件。 h 3 4 5 6 7 8 9 10 (%)? Ttr/ Tts/ k 3 2 2 1 1 1 1 1 表 36 典型Ⅱ型系統(tǒng) 階 躍輸入跟隨性能指標與參數(shù)的關(guān)系表 當 5?h 時，由查上表得超調(diào)量 %10% ??? 不能滿足要求。 5) 電流反饋環(huán)節(jié) HZ+15V 15V2346710k 100k+15V15V10k1k 圖 38 電流反饋電路原理圖 本課程設(shè)計中采用霍爾電流傳感器來檢測直流電動機的電流。二極管 D D3 起保護集成電路 IC 的作用。避免系統(tǒng)長時間處于過電流狀態(tài)。 ⑸保護電路熔斷器構(gòu)成電路交流過流與直流過流保護電路。 2） 完全消除了分流器以上的種種弊端，且精度和輸出電壓值可以和分流器做的一樣。 mnNbbbn TTnnzCCnnCC ????????*m a x*m a x ))((2)( ?? 其中 Nn? 為調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)機械的額定穩(wěn)態(tài)速降，edNN CRIn ?? 由上面調(diào)節(jié)器設(shè)計過過程已知： 當 5?h 時 ,查典型型系統(tǒng)動態(tài)抗干擾性能指標與參數(shù)的關(guān)系表可得 % ??bCC 允許過載倍數(shù) ?? ，轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) sT n ?? 電機額定轉(zhuǎn)速： min/1460r ， 電樞回路總電阻 ?? ，機械時間常數(shù) sTm ? 電機勵磁常數(shù) rVC e m in / ?? 設(shè)理想空載超動是 0?z ， 代入計算得 %10%))((2)( *m a x*m a x ?????????? ?mnNbbbn TTnnzCCnnCC ?? 能滿足設(shè)計要求。 4） 計算調(diào)節(jié)器電阻和電 容 00000*iU02R 02R02R 02R iRiCbalR cUdI?? oiCoi 圖 33 電流調(diào)節(jié)器電路原理圖 電流調(diào)節(jié)器原理圖如上：按所用放大器 OP07取 ?? kRo 10 ??? kRKR oii 9 9 2 ，取 ?? kRi 2 FRTC iii ??? ，取 FCi ?15? FRTC ooioi ? ?? ，取 FRTC ooioi ? ?? 2) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計 11?sTon+A S R11/1?sK I?sTCRme1?sT on?*nU )(* sUi )(sn+)(sIdL+A S R1/?? sT n??sTCRme?*nU)(* sUi+)(sIdL )(sId )(sn+?*nU)(sn )1( )1(2 ??? sTssKnnN ?( a )( b )( c ) 圖 34 轉(zhuǎn)速環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其簡化 （ a）用等效環(huán)節(jié)代替電流環(huán) （ b）等效成單位負反饋系統(tǒng)和小慣性環(huán)節(jié)的近似處理 （ c）校正后成為典型Ⅱ型系統(tǒng) 1） 確定時間常數(shù) IK1 sTK iI ?? ? onT 。三相橋式電路每個波頭的時間是 ,為了基本濾平波頭。 5) 電機勵磁回路設(shè)計： DiodeDiodeDiodeDiodeDiodeDiodeRPotI KA2UTGaUTGbUTGcM 圖 210 直流電動機勵磁回路 通過調(diào)節(jié)電壓輸入的變壓器的變比或者調(diào)節(jié)可變電阻 RPot 的阻值，可以給直流電機動提供所需的額定直流勵磁電流。 3） 為了防止晶閘管裝置在逆變狀態(tài)工作中逆變角 β太小而導(dǎo)致?lián)Q流失敗，出現(xiàn)“逆變顛覆”現(xiàn) 象，必須在控制電路中進行限幅，形成最小逆變角 min? 保護，同時對 α角也應(yīng)實施 min? 保護，以免出現(xiàn) ??? 而產(chǎn)生直流平均環(huán)流，通常取 ?30minmin ?? ?? 。即： RMSRDTAV III ?? 通過查表得熔斷器可以選用 370RSM30Z7880A型號的快速熔斷器。 3. 晶閘管過電壓保護： 圖 23 晶閘管阻容吸收保護電路原理圖 為了抑制晶閘管的換相過電壓，并限制電路電壓上升率 dtdu （ dtdu 過大會導(dǎo)致晶閘管誤導(dǎo)通），確保晶閘管安全工作，需要在晶閘管兩端并聯(lián) RC 阻容吸收網(wǎng)絡(luò)。 阻容保護 圖 21 過電壓阻容吸收保護電路原理圖 在本設(shè)計中采用阻容吸收保護的方式來抑制過電壓， 阻容吸收裝置中 )( FC? 的計算公式為： lsg UfIKC221 ?? R 的阻值（ ? ）計算 公式為：222 IUKR lg ?? R 的功率（ W ）計算公式為： RIKPgR 223 )( ?? 以上各式中， lU2 為變壓器次級空載線電壓， V ， 2I 為變壓器次級線電流， A ， sf 為電源