v-m雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-02 17:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 .3 6 .9 1 0 .3 8 ( )% 4 8 .4 7 1 0 5KTUURSi? ? ? ? ? ??取 R=20? RC 支路電流 IC近似為 662 1 0 2 3 . 1 4 5 0 6 6 2 7 0 1 0 1 . 2 4 6 ( )CCI f C U A? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 電阻 R 的功率為 2 2( 3 ~ 4) ( 3 ~ 4) 1. 24 6 22 10 3 ~ 13 6( )RCP I R W? ? ? ? ? ② 直流側(cè)的過電壓保護(hù)如圖： 圖 32直流側(cè)過電壓保護(hù)電路 圖 42直流側(cè)過電壓保護(hù) 整流器直流側(cè)開斷時(shí)，如直流側(cè)快速開關(guān)斷開或橋臂快熔熔斷等情況，也在 A、 B 之間產(chǎn)生 過電壓，如圖 32所示本設(shè)計(jì)用非線性元?dú)饧种七^電 壓，在 A、 B 之間接入的是壓敏電阻。壓敏電阻的額定電壓 U1mA的選取可按下式計(jì)算 ? ?101 .8 ~ 2 .2 ( )m A dU U V? Ud0為晶閘管控制角 ? =00時(shí)直流輸出電壓 對(duì)于本設(shè)計(jì)： ? ? ? ?101 . 8 ~ 2 . 2 1 . 8 ~ 2 . 2 2 . 3 4 2 7 0 1 1 3 8 ~ 1 3 9 0 ( )m A dU U V? ? ? ? ? 用于中小功率整流器操作過電壓保護(hù)，壓敏電阻通流容量可選擇（ 3~5） KA ③ 晶閘管換相過電壓保護(hù) 如圖： 圖 43換相過電壓保護(hù)電路 如上圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián) RC 電路，起到晶閘管換相過電壓的保護(hù)。串聯(lián)電阻 R 的作用一是阻尼 LTC 回路的震蕩，二是限制晶閘管開通瞬間的損耗且可減小電流上升率 di/dt。 R、 C值可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，對(duì)于本設(shè)計(jì)晶閘管額定電流為 220A，故 C 可取 F? ,R 可取 20? . 過電流保護(hù) 如圖： 圖 44 過電流保護(hù)電路 第五章 驅(qū)動(dòng)控制電路的選型設(shè)計(jì) 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。隨著集成電路制作技術(shù)的提高。晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及。目前國(guó)內(nèi)常用 KJ和 KC 系列，兩者生產(chǎn)廠家不同，但很相似。采用 KJ004 集成觸發(fā)電路的同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓 180 度的觸發(fā)觸發(fā)脈沖。其工作原理可參照鋸齒波同步的觸發(fā)電路進(jìn)行分析，或查閱有關(guān)的產(chǎn)品手冊(cè)。集成電路只需用 3 個(gè) KJ004集成塊和隔離電路組成，再由六個(gè)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 51所示： 圖 51 采用集成化六脈沖觸發(fā)電路的三相全控橋整流電路 本設(shè)計(jì)主電路整流變壓器采用 D， y11 聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用 D， y11， 5聯(lián)結(jié)。同步變壓器如圖 53。 圖 53同步變壓器和整流變壓器接法 這時(shí)，同步電壓選取的結(jié)果見表 3。 表 3 各晶閘管的同步電壓 晶閘管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 主電路電壓 +Ua Uc +Ub Ua +Uc Ub 同步電壓 Usa +Usc Usb +Usa Usc +Usb 三相橋式全控整流電路分析 三相橋式全控整流電路相當(dāng)于一組共陰極的三相半波和一組共陽(yáng)極的三相半波可控整流電路串聯(lián)起來構(gòu)成的。習(xí)慣上將晶閘管按照其導(dǎo)通順序編號(hào)，共陰極的一組為 VT VT3 和 VT5，共陽(yáng)極的一組為 VT VT4 和 VT6。其電路如圖 54所示： 圖 54 三相橋式電阻性負(fù)載全控整流電路 要求共陰極的一組晶閘管要在自然換相點(diǎn) 5 點(diǎn)換相，而共陽(yáng)極的一組晶閘管則會(huì)在自然換相點(diǎn) 6 點(diǎn)換相。因此，對(duì)于可控整流電路，就要求觸發(fā)電路在三相電源相電壓正半周的 5點(diǎn)的位置給晶閘管 VTVT3 和 VT5 送出觸發(fā)脈沖，而在三相電源相電壓負(fù)半周的 6點(diǎn)的位置給晶閘管 VT VT4 和 VT6 送出觸發(fā)脈沖，且在任意時(shí)刻共陰極組和共陽(yáng)極組的晶閘管中都各有一只晶閘管導(dǎo)通，這樣在負(fù)載中才能有電流通過，負(fù)載上得到的電壓是某一線電壓。其波形如圖 55所示。 圖 55 三相橋式電阻性負(fù)載 a=0176。時(shí)波形 觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)電路是電力電子裝置的重要組成部分。為了充分發(fā)揮電力電 子器件的潛力、保證裝置的正常運(yùn)行，必須正確設(shè)計(jì)與選擇觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)電路，如圖 56 。 晶閘管的觸發(fā)信號(hào)可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖。為了減少門極損耗，確保觸發(fā)時(shí)刻的準(zhǔn)確性，觸發(fā)信號(hào)常采用脈沖形式。晶閘管對(duì)觸發(fā) 電路的基本要求有如下幾條： （ 1）觸發(fā)信號(hào)要有足夠的功率 （ 2）觸發(fā)脈沖必須與主回路電源電壓保持同步 （ 3）觸發(fā)脈沖要有一定的寬度，前沿要陡 （ 4）觸發(fā)脈沖的移相范圍應(yīng)能滿足主電路的要求 圖 56 三相橋式全控整流電路觸發(fā)脈沖 第六章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì) 時(shí)間常數(shù)的確定 表 4 各種整流電路的失控時(shí)間（ f=50Hz） 整流電路形式 最大失控時(shí)間 Tsmax/ms 平均失控時(shí)間 Ts/ms 系統(tǒng)電磁時(shí)間常數(shù) Tl：由上可知 LΣ = mH， R=， 31 7 .0 1 1 00 .1 2l LT R?????? ? 按表 4 得： 整流裝置滯后時(shí)間常數(shù) Ts：三相橋式電路的平均失控時(shí)間為 Ts=。 電流濾波時(shí)間 Toi：三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是 ，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（ 12） Toi=，因此取 Toi=2ms=。 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 T∑ i：按小時(shí)間常數(shù)近似處理， 取 T∑ i=Ts+Toi=。 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求δ i＜ 5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器。電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的，因此可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ? ? ? ?1iiA C R iKsWS s?? ??， iK — 電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)，i?— 電流調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能： liTT?=，對(duì)照典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖如圖 61： 單相半波 20 10 單相橋式 10 5 三相半波 三相橋式 圖 61 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計(jì)算 電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)τ i=Tl=。 電流開環(huán)增益：要求δ i＜ 5%時(shí)，按表 5 應(yīng)取 KIT∑ i=， 因此 KI=∑ i=。 取 Ks=48，而電流反饋系數(shù)β =10V/=10/（ 220） =， 于是 ACR的比例系數(shù)為 1 3 5 . 1 0 . 0 7 0 . 1 2 0 . 7 84 8 0 . 0 3iIi sKRK K ? ? ??
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