【正文】 得整個鍋爐鍋爐控制系統(tǒng)得到了快速的動態(tài)響應、高的控制精度和穩(wěn)定性。一方面，交流拖動的負荷在總用電量中占一半或一半以上的比重，這類負荷實現(xiàn)節(jié)能，可以獲得十分可觀的節(jié)電效益。 交流變頻調(diào)速的優(yōu)異特性 ①調(diào)速時平滑性好，效率高。 小型化 用日本富士（ FUJI）電機的三添勝先生的話說，變頻器的小型化就是向發(fā)熱挑戰(zhàn)。反饋電壓與給定電壓反極性疊加后，再經(jīng)過放大，控制脈沖移相。在該圖中，將典型應用接線圖中的電阻R1改為電位器 RP，其電阻值取 1~2KΩ，將二極管 VD2的陰極端接至 RP 的中點， IGBT 的柵 射極用等效電容 CGE代替，當電位器 RP的滑動觸點在左邊時，從示波器上可以看到正常的輸入波形 VIN及輸出波形 VGE，如圖 48 所示；當逐漸將電位器 RP 的滑動觸點向右移時，就可以看到很理想的降柵壓波形和軟關(guān)斷波形，如圖 48所示，根據(jù)觀察到的圖 46所示降柵壓和軟關(guān)斷波形，通常選擇電容 C6， C7， C5的值，就可以將降柵壓延遲時間 t1，降柵壓時間 t2，軟關(guān)斷時間 t3整定到所需的值。 （ 四 ）、驅(qū)動電路 IGBT 驅(qū)動電路 HL403A(B)是在 HL402A(B)的基礎(chǔ)上改進線路設(shè)計及工藝 ,采用高技術(shù)制作的厚膜集成驅(qū)動器 .它在外加功放單元后可直接驅(qū)動 600A,1200V,的功率 IGBT,并且本身又具有 HL402(B)的功能 ,該厚膜驅(qū)動器屬世界首創(chuàng) ,是我國“八五 ”攻關(guān)新成果，是國家級高新技術(shù)產(chǎn)品。通過以上的自動調(diào)節(jié)，使振蕩幅度保持穩(wěn)定，避免放 大器進入非線性區(qū)域，從而獲得良好的正弦波形。改變給定信號即可改變正弦波發(fā)生器的頻率給定信號，并同樣按照變頻調(diào)速的控制要求相應地改變正弦波發(fā)生器的幅值給定信號。 f．有一個脈沖輸出端，用以控制脈沖輸出和正反組可逆系統(tǒng)中作邏輯切換控制。速度調(diào)節(jié)器的輸出信號 UI與電流反饋信號 Ufi的偏差通過 PI 運算后的輸出信號 UCT 作為觸發(fā)器的控制信號調(diào)節(jié)逆變器的控制角。第三極是積分器。參照表 2—1， RG 的范圍為 1～ 400Ω。 （ 4） 、 集電極連續(xù)電流 IC和峰值電流 ICP IGBT集電極允許流過的最大連續(xù)電流 IC為 IGBT的額定電流。當 MOSFET加的 UCE為負電壓時，其溝道消失， PNP晶體管的基極電流被切斷， IGBT關(guān)斷。 （ 4） 、 觸發(fā)脈沖的前沿要陡，有強觸發(fā)能力。則管子的電流波行系數(shù)為 kf 該試表明額定電流為 IT（ AV） 的晶閘管可以通過 ITn= IT（ AV） 的正弦半波有效值。晶閘管已 處于正向?qū)顟B(tài)。如同功率二極管一樣， 200A以下的晶閘管常采用螺旋式結(jié)構(gòu)； 200A以上的晶閘管常采用平板式結(jié)構(gòu)。其功能是控制流經(jīng) RB的放電電流 IB 變壓器 （ 1）、整流變壓器 在本設(shè)計中一共用了 2個整流變壓器包括了 4組不同的電源。 B、當頻率下降、電動機處于再生制動狀態(tài)時，再生電流將通過續(xù)流二極管 VD7～ VD12返回直流電源。功率小的，輸入電源多用單相 220V電源，整天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 3 流電路為單相全波整流電橋；功率大的，輸入電源一般用三相 380V電源，整流電路為三相橋式全波整流電路。自激振動是機械加工中經(jīng)常出現(xiàn)且十分有害的現(xiàn)象它嚴重影響零件的加工精度和生產(chǎn)效率的提高。但未見到將 百毫秒年 變頻技術(shù)應用到切削加工領(lǐng)域。濾波電容 CF 同時起儲能作用，所以也叫儲能電容。這過高的電壓增長率將導致逆變管的損壞。它們的輸出用于部分電路的工作電壓。 （ 3） 、 晶閘管在導通情況下，只要有一定的正向陽極電壓，不論門極電壓如何，晶閘管保持導通，即晶閘管導通后，門極失去作用。而取 =UDRM 稱為正向重復峰值電壓，=URRM 稱為反向重復峰值電壓。 （ 5） 、 擎住電流 IL 指晶閘管剛從斷態(tài)轉(zhuǎn)入通態(tài)并移出信號后，能維持通態(tài)所需的最小陽極電流。它是一種由 VDMOS 與雙極晶體管混合組成的電壓控制的雙極型自關(guān)斷器件。 C。三者間關(guān)系為： IC﹤ ICP﹤ ICM（ IC=1/2ICP， IC=1/6ICM） 天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 9 IGBT對驅(qū)動信號的要求 由于 IGBT是以 MOSFET為輸入極，其柵極特性與 MOSFET相同，具有與功率 MOSFET相似 的輸入特性和高輸入阻抗，故驅(qū)動電路相對比較簡單，驅(qū)動功率也比較小。當主電路中電流增大時， 電流互感器的輸出電流也增大。這時，突加 Uw*和突減 Uw*各處電壓的波形示于圖 32積分器的積分時間可從其虛地點的電流平衡方程式推導出來 CsURU /1 gi2m ?? TsmUR C smUU g i )/1( 22 ?? ???? 式中 T=RC—— 積分時間常數(shù)。 圖 3— 5 零速封鎖器 （五）、六路脈沖 觸發(fā)電路 晶閘管最重要的特征是可控的正向?qū)ㄌ匦?，晶閘管由關(guān)斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換為了導通狀態(tài)應具備兩個基本的條件。 該觸發(fā)組件將控制電壓的大小轉(zhuǎn)換成相應控制角的觸發(fā)脈沖，使電路可靠工作。 U0fUU111N1N 1mmNmf恒 磁 恒 壓 頻 比 調(diào) 速 恒 壓 弱 磁 升 速 調(diào) 速 圖 4— 2 電壓 頻率輸出特性 （一） 、 絕對值運算器 絕對值運算器電路如圖 4— 3 所示，它能去掉給定積分器輸來信號符號，只反映輸入信號的絕對值。其波形如圖 4— 7所示。 圖 4— 8 （ 3）、主要設(shè)計特點和參數(shù)限制 天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 20 1）通過外接功放晶體管，使驅(qū)動能力增強。它們經(jīng)功率放大后可驅(qū)動 75A以上的 GTR模塊，其輸入與 TTL 電平兼容，屬于部不具有對 GTR 進行保護功能的驅(qū)動器。 SPWM的工作原理 名為 SPWM逆變器，就是期望其輸出電壓是純粹的正弦波行，那么，可以把一個正弦半波分作 N等份。 專用化 通用變頻器中出現(xiàn)專用型家族是近年來的事。 與其它調(diào)速方法的比較 交流電動機的調(diào)速方法有三種：變極調(diào)速、改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變頻調(diào)速。美國有 60% 65%的發(fā)電量用于電機驅(qū)動，由于有效地利用了變頻調(diào)速技術(shù)，僅工業(yè)傳動用電就節(jié)約了 15% 20%的電量。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。 ③用變頻調(diào)速代替用閘門或擋板調(diào)整流量適于風機、水泵、壓縮機等。最后，特別要指出的是交流調(diào)速系統(tǒng)在節(jié)約能源方面有著很大的優(yōu)勢。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速具有絕對優(yōu)勢，并 且它的調(diào)速性能與可靠性不斷完善，價格不斷降低，特別是變頻調(diào)速節(jié)電效果明顯，而且易于實現(xiàn)過程自動化，深受工業(yè)行業(yè)的青睞。因此葉以展望，隨著功率做大，此產(chǎn)品在市場上極具競爭力。速度反饋是由三相測速發(fā)電機發(fā)出三相交流電壓通過三相橋式電路整流、濾波后，由電位器 RP2送到 VT1的基極。 HL403輸出的降柵壓和軟關(guān)斷波形的試驗 HL403輸出的降柵壓和軟關(guān)斷波形 很容易通過模擬試驗來確定，其模擬試驗電路如圖 48 所示。 (4)、 XX所示的電路可同時輸出方波 UD1和三角波電壓 UD 這種三角波發(fā)生器線性度良好，調(diào)整簡便，采用通用型運算放大器（如 F00 5G24）即可獲的 1~20Hz的振蕩頻率，在工程中應用普遍。振蕩輸出幅度增大， TR1 的 G極電壓就越負， TR1 的 DS極間阻值變大，負反饋增強，使得振蕩幅度減小。設(shè)置電壓、頻率轉(zhuǎn)換電路的目的是為了獲得符合圖中 U1— F1輸出特性，即在基頻以下，產(chǎn)生一個與頻率 F1 成正比的電壓，作為正弦波幅值的給定信號，以實現(xiàn)恒壓頻比的控制；在基頻以上，則實現(xiàn)恒壓弱磁升速控制 SPWM 的生成主要是有三角波與正弦 波進行比較后生成。 e．輸出是脈沖列式的雙脈沖，對不同寬度的脈沖可以使用統(tǒng)一的脈沖變壓器。 天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 12 圖 3— 3 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 （三）、電流調(diào)節(jié)器 電流調(diào)節(jié)器（ ACR)的給定信號是速度調(diào)節(jié)器的輸出信號 UI 反饋信號來自于交流電流互感器的輸出，它從系統(tǒng)整流和逆變之后，取 出部分信號作為電流反饋信號 Ufi。第二級是反向器，使其輸出電壓 U2的極性再倒一下，變成與 Uw*極性相同。 （ 5） 、 合理的柵極電阻 RG：在開關(guān)損耗不太大的情況下，應選用較大的 RG。一般 UCE（ on） 約為 ～ 。此 時，空穴從 P+區(qū)注入到 N基區(qū)進行電導調(diào)制，減少 N基區(qū)的電阻 RN的值，使得高耐壓的 IGBT也具有很低的通態(tài)壓降。對于感性負載，觸發(fā)脈沖的寬度應大于晶閘管陽極電流從零上升到擎住電流的時間，觸發(fā)脈沖的總寬度應小于 100 us。），則： 額定電流 IT（ AV） 電流有效值 ITn 天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 7 現(xiàn)定義電流有效值與平均之比為電流波行系數(shù)。從圖 3，當 a1和 a2隨發(fā)射極電流增加而（ a1+a2） ≈ 1時，式（ XXX）中的分母 1（ a1+a2） ≈ 0,因此提高了晶閘管的陽極電流 ，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。 晶閘管的外部結(jié)構(gòu)有封裝式、螺旋式、平板式、模塊式和集成封裝等結(jié)構(gòu)。 ②、制動單元 VTB 制動單元 VTB由大功率晶體管 GTR及驅(qū)動電路構(gòu)成。續(xù)流二極管 VD7～ VD12 為無功電流天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 4 返回直流電源提供“通道”。整流電路因變頻器輸出功率大小不同而不同。工廠常見的變頻調(diào)速電機系統(tǒng)控制電路設(shè)計為例，在對其認真分析討論的基礎(chǔ)上，提出了通用變頻頻調(diào)速電機驅(qū)動系統(tǒng)控制電路設(shè)計方案。鑒于目前機床一般使用交流電機作為動力，且其在變轉(zhuǎn)速情況下的耐熱性、轉(zhuǎn)矩 (功率 )與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的研究已經(jīng)成熟。 ②、限流電阻 RL與開關(guān) SL 由于儲能電容大，加之在接入電源時電容器兩端的電壓為零，所以當變頻器接通電源瞬間，濾波電容 CF 的充電電流很大。因此， C01～C06的功能就是降低 VD1～ CD6 在每次關(guān)段時的電壓增長率。 （ 2）、同步變壓器 本設(shè)計中一共用了 2個同步變壓器，其中 1個三相變壓器用于六路脈沖的三相電源的輸入，而另一個變壓器輸出 2組不同的直流電。 （ 4） 、 晶閘管在導通情況下，當主回路電壓（或電流）減小到接近于零時，晶閘管關(guān)斷。晶閘管的額定電壓 UTn則取 UDRM 和 URRM 中較小值再靠近標準電壓等級所對應的電壓值。 IL的數(shù)值與工作條件有關(guān)，通常 IH為的 2~4倍。它將 MOSFET和 GTR的優(yōu)點集于一身，既具有 MOSFET輸入阻抗高，開關(guān)速度快，工作頻率高，熱穩(wěn)定性好，無二次擊穿和驅(qū)動電路簡單的長處，又具有 GTR 通態(tài)壓降低，耐壓高和承受電流大的優(yōu)點。 （ 2） 、 開啟電壓 UCE(th)和最大柵射極電壓 BUGES 開啟電壓 UCE(th)是 IGBT導通所需的最低柵射極電壓，即傳輸特性與橫坐標的交點電壓。但 IGBT 的靜態(tài)特性和動態(tài)特性與柵極驅(qū)動條件密切相關(guān)，柵極正偏壓 UGE、負偏壓 UGE和柵極電阻 RG對 IGBT的通態(tài)電壓、開關(guān)時間、開關(guān)損耗、承受短路能力及 duCE/dt 等參數(shù)都有不同程度的影響。輸出的電流再通過六個二極管 （ VD1～ VD6）進行整流，得到一個直流電后再通過電容器進行濾波讓得到的電流更平整。調(diào)節(jié)和 T都能改變 Ugi的斜率，從而改變調(diào)速系統(tǒng)的加減速，一般系統(tǒng)要求積分時間在 550s之間可調(diào) 。第一就是在電路中晶閘管應承受正向的陽 極電壓，即其陽極電位要高于陰極電位；第二是在門極與陰極間加一個具有一定功率的正向觸發(fā)電壓，這一觸發(fā)信號是由觸發(fā)電路提供的，根據(jù)具體情況這個觸發(fā)信號可以是交流信號、直流信號、還可以是脈沖信號。每一相輸出脈沖可靠地驅(qū)動一只大功率晶閘管，有一個脈沖輸出控制端，用以控制端，用以控制脈沖的輸出和在系統(tǒng)中作正反組邏輯切換控制用。電路將輸入信號分為兩路：如輸入為正，則經(jīng)二極管 VD1直接輸出；如輸入為負，則 VD1截止，信號送至集成運放反號器再經(jīng) VD2輸出，這樣輸出信號就只取了輸入的絕對值。 圖 4— 6 三角波發(fā)生器 圖 4— 7 三角波波形圖 天津工程師范學院成人教育畢業(yè)設(shè)計論文 18 設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為 UZ，則比較器 N1輸出高電平 UH為 +UZ，輸出低電平 UL為 —UZ，基準電壓接到 N2的反向端，同時接地，所以 上門限電壓為 ZL URRURRU2121 ????? 下門限電壓為 ZH URRURRU2121 ??????? 門限寬度為 ZURRUUU212??????? ??? 工作原理： 當 N1輸出 UD1為低電平，即 UD1=UL=UZ時， UZ經(jīng)電位器 RP分壓后加到積分器的輸入端，若分壓系數(shù)