【正文】 Pn 為 FJLdiIP IK IKKn m ax? （ 317） 式中 IK —— 電流儲備系數(shù)，其值可取為 2~3； iK —— 三相橋式線路系數(shù)，取 ； JLK —— 均流系數(shù)，其值可取 ； maxdI —— 轉(zhuǎn)子回路的最大直流電流，其值 應(yīng)取與系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩相對應(yīng)的電流值。 （ 3）轉(zhuǎn)子回路的直流電路中電流 dI 實(shí)際上帶有交流成分的脈動(dòng)直流，其脈動(dòng)的程度與線路形式、 ? 角以及電抗器 dL 有 關(guān)，該脈動(dòng)成分將增加電動(dòng)機(jī)的附加損耗。 考慮到起動(dòng)電流比額定電流大一些，為保證正常起動(dòng)查表 113a，選取 RSL2021快速熔斷器，熔體額定電流 2021 安。 圖 41 直流電壓變換器（ YB）原理圖 直流電壓變換器由上、下兩部分組成，下部分的電路即為一個(gè)高頻方波電壓發(fā)生器，其輸出電壓的頻率約為 4000 赫，該方波電壓信號通過變壓器 1B 的次級繞組加到上面部分的電路上，作為調(diào)制和解調(diào)電源。圖 45是帶瞬時(shí)停電保護(hù)裝置的串級調(diào)速系統(tǒng) [1]，使用它可以避免出現(xiàn)瞬時(shí)停電所造成的三不良后果。 為保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致，利用一個(gè)同步變壓器，將其一次側(cè) 接人為主電路供電的電網(wǎng)，由其二次側(cè)提供同步電壓信號，這樣，由同步電壓決定的觸發(fā)脈沖頻率與主電路晶閘管電壓頻率始終是一致的。 三相橋整流器大量用于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，且通常要求可實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)， 使Ud=0 的觸發(fā)角 ? 為 90176。 對于其它的 5 個(gè)晶閘管，也存在同樣的關(guān)系，即同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓180176。觸發(fā)電路應(yīng)當(dāng)保證工作頻率與主電路交流電源的頻率一致。 因此， 2432730)2( ????? LTN UEK ?。串級調(diào)速電流環(huán)的典型框圖如圖 53 所示。應(yīng)該使它工作在磁化曲線的飽和段，或者使用穩(wěn)壓電源向激磁繞組供電。 圖 61 雙閉環(huán)仿真模型 仿真結(jié)果如圖 62 所示，啟動(dòng)過程的第一階段是電流上升階段，突加給定電壓，ASR 的輸入很大，其輸出很快達(dá)到限幅值，電流也很快上升，接近其最大值。 在本文完稿之際，對書末所附參考文獻(xiàn)的作者也致以衷心的感謝。 速度給定濾波器的傳遞函數(shù)為 11ST 1)S(G gL ngL n ???? 式中 fnng L n ????? ?T 秒 給定濾波器的電容為 271020 31gL ngn ????? （微法） 取 gnC 為 33 微法。電流環(huán)的等效傳遞函數(shù)為 366141)( ????? SSTKSG fII 圖 56 電流調(diào)節(jié)器原理圖 速度閉環(huán)的設(shè)計(jì) 速度檢測裝置 速度反饋是利用速度檢測裝置實(shí)現(xiàn)的，最常用的速度檢測裝 置 [8]是測速發(fā)電機(jī)。由于一般插件不允許承受過高的溫度，因此，可把負(fù)載電阻的瓦數(shù)取為計(jì)算值的 4 倍以上。 所以電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù)為： ? ? ? ?? ? SSISI SNSG dcdI 1)( ??? （ 52） 觸發(fā)逆變環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) 觸發(fā)逆變環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) ? ?SGN 為： ? ? 100 24310 ???? SST KSG NN (53) 式中 0T —— 晶閘管的平均失控時(shí)間，其值取 ； NK —— 觸發(fā)逆變器的發(fā)達(dá)系數(shù)（因?yàn)椴捎貌嫦嗫刂频姆绞剑?NK 的值在兩個(gè)工作區(qū)域是不同的）。即三相同步變壓器只能接成 Y/Y和 △ /Y兩類。對應(yīng)于 VT l 陽極電壓 U2的 30176。 線性度不好，舍去不用，使用中間的 180176。 圖 46 KJ004 原理圖 圖 47 觸發(fā)電路原理 其中， KJ041內(nèi)部實(shí)際是由 12個(gè)二極管構(gòu)成的 6個(gè)或門，其作用是將 6路單脈沖輸入轉(zhuǎn)換為 6 路雙脈沖輸出。用一個(gè) ,1W 電位器引出給頂電壓。 除了考慮以上的情況以外，應(yīng)還有過流和過壓保護(hù)裝置，下面將設(shè)計(jì)。 晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)的過流事故，一般是由于顛覆、缺相運(yùn)行、負(fù)載增加造成過載等原因引起的，特別是發(fā)生顛覆時(shí)，回路內(nèi)將產(chǎn)生很大的短路電流。如果電抗器的電抗不是足夠大，那么在正常工作狀態(tài)下電流就可能不連續(xù)了。 BE =362（伏） 則 ????? RMR R M VV （伏） 在大型晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)中，常需要幾個(gè)晶閘管串聯(lián)，此時(shí)，若所選晶閘管的反向重復(fù)峰值電壓為 RRMV ，則三相橋式有源逆變器中每個(gè)橋臂上串聯(lián)元件的數(shù)目 sn ，可根據(jù)下式求出 RRMJYBUWs VK EKKn 2? （ 312） 式中 WK —— 考慮網(wǎng)壓升高而引入的系數(shù)，其值可取為 ； JYK —— 均壓系數(shù)，一般取為 ； UK —— 電壓儲備系數(shù)，取為 2~3； BE2 —— 逆變變壓器二次線電壓的峰值。不含三次諧波的激磁電流將產(chǎn)生具有平頂波形的磁通，該磁通在變壓器的繞組中產(chǎn)生具有尖頂波形的電壓，從而使電壓為非正弦的。其中主電路包括整流、逆變、逆變變壓器和元器件的保護(hù)等；控制電路包括調(diào)節(jié)器、觸發(fā)電路、保護(hù)電路等。 2）控制部分。s emphases, upper selection of the regulator, having select simulation proportionalintergral controller in the current regulator and speed controller， which are able to better realize perforation roll automatic speed regulation function and satisfy required technical criteria .The system proceed MATLAB simulation, whose result basic satisfy system’s requirement, in the event of the system in a position to application to practical on line , would improve production benefit . Keyword： cascade speed control \ intercourse speed regulation \ double closed loop \ perforation roll \ simulation proportionalintergral controller. 目 錄 第一章 緒論 .............................................. 1 本項(xiàng)課題的意義 .......................................... 1 交流調(diào)速系統(tǒng) ............................................ 1 穿孔軋機(jī)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 ...................... 2 第二章 系統(tǒng)方案的確定 .................................... 3 系統(tǒng)方案的確定 .......................................... 3 系統(tǒng)方案的說明 .......................................... 3 第三章 主電路的設(shè)計(jì) ..................................... 5 逆變變壓器的計(jì)算 ........................................ 5 逆變變壓器原副邊的接線方式 .......................... 5 逆變變壓器二次電壓的 計(jì)算 ............................ 5 逆變變壓器容量的計(jì)算 ................................ 6 有源逆變晶閘管元件的計(jì)算與選擇 .......................... 7 晶閘管的反向重復(fù)峰值電壓與串 聯(lián)數(shù)目的確定 ............ 7 晶閘管額定電流與并聯(lián)支路數(shù)的確定 .................... 8 轉(zhuǎn)子整流器的計(jì)算與元件選擇 .............................. 9 直流回路電抗器的計(jì) 算 ................................... 10 直流回路電抗器的作用 ............................... 10 直流回路中電抗器電感值的計(jì)算 ....................... 10 第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................... 12 過流和過壓保護(hù) ......................................... 12 過流和過壓保護(hù)原理 ................................. 12 過壓和過流保護(hù)裝置 ................................. 14 瞬時(shí)停電保護(hù)裝置 ....................................... 16 觸發(fā)電路 ............................................... 17 集成觸發(fā)器 KJ004 ................................... 17 觸發(fā)電路的定相 ..................................... 19 電路說明 ........................................... 19 串聯(lián)逆變器脈沖移相的確定 —— 叉相控制方式 ............... 20 第五章 雙閉環(huán)串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .......................... 22 對象的數(shù)學(xué)模型 ......................................... 22 電動(dòng)機(jī)的傳遞函數(shù) ................................... 22 觸發(fā)逆變環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) ............................. 23 主回路的傳遞函數(shù) ................................... 24 電流閉環(huán)的設(shè)計(jì) ......................................... 24 電流檢測裝置 ....................................... 24 電流閉環(huán)動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算 ............................. 25 電流調(diào)節(jié)器及給定濾波器參數(shù)的確定 ................... 27 速度閉環(huán)的設(shè)計(jì) ......................................... 29 速度檢測裝置 ....................................... 29 速度環(huán)動(dòng)態(tài)參數(shù)的計(jì)算 ............................... 29 速度調(diào) 節(jié)器及給定濾波器參數(shù)的確定 ................... 30 第六章 系統(tǒng)仿真 ......................................... 31 仿真模型 ............................................... 31 仿真結(jié)果 ............................................... 31 結(jié)束語 ................................................. 33 謝辭 ................................................... 34 參考文獻(xiàn) ............................................... 35 附錄 ................................................... 36 第一章 緒論 本項(xiàng)課題的意義 穿孔軋機(jī)（簡稱穿孔機(jī)） [1]是用以軋制無縫鋼管的一種大型軋鋼設(shè)備。無縫管品種規(guī)格齊全，油井管自給率達(dá)８０％以上。本系統(tǒng)的控制部分由三部分組成，即觸發(fā)裝置 [5]、調(diào)節(jié)裝置和過流過壓保護(hù)裝置。另外，本系統(tǒng)采用兩組逆變器串聯(lián)的連接方式，這樣，雖 然多用一些設(shè)備及元件，但具有下列優(yōu)點(diǎn) [1]： （１）可采用普通電力變壓器作為逆變變壓器，不必再訂制副邊線圈電壓為特殊規(guī)格的逆變變壓器。具有尖頂波形的電壓之幅值可以達(dá)到正常值的 50%— 60%，這對逆變