【文章內(nèi)容簡介】 在圖 31 中， SB1 為停止按扭， SB2 為啟動按扭。主電路的工作過程為：先合上開關(guān) QS1，接通三相電源，經(jīng)整流變壓器變壓后，一路經(jīng)整流二極管 VD1~VD6組成的三相不可控橋式整流電路轉(zhuǎn)換成直 流電，作為直流電機的勵磁電源。當(dāng)勵磁電流達到最小允許值后，過電流繼電器吸合，此時按下啟動按扭 SB2，接觸器 KM得電吸合，其主觸頭閉合，從整流變壓器輸出的三相電壓經(jīng)熱繼電器后加到由晶閘管 VT1~VT6 組成的三相全控整流電路上，在觸發(fā)電路的控制下得到可調(diào)的電壓，從而調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。 圖 31 晶閘管三相全控整流電路 MVISB1 SB2KMKA KA2KML1L2L3NF U 1 T11 R 1 1 R 31 C 1 1 C 3KMFR11 R V 1 1 R V 31 R 4 1 R 5 1 R 61 R 7 1 R 8 1 R 91 C 4 1 C 5 1 C 61 C 7 1 C 8 1 C 91VT11VT21VT31VT41VT51VT6LdF U 2 F U 3 F U 4F U 5 F U 6 F U 7VD1 VD2 VD3VD4 VD5 VD6R W 1R W 2KA2Q S 1UWVV1U1W1IKA1FR1TA1TA2TA3UVW 10 整流變壓器的設(shè)計 變壓器二次側(cè)電壓 U2的計算 U2是一個重要的參數(shù)，選擇過低就會無法保證輸出額定電壓。選擇過大又會造成延遲角α加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成本。一般可按下式計算，即： ? ? BAUU d?~12 ? （ 31） 式中 : A— 理想情況下，α =0176。時整流電壓 Ud0與二次電壓 U2之比，即 A=Ud0/U2； B— 延遲角為α?xí)r輸出電壓 Ud與 Ud0之比，即 B=Ud/Ud0； ε — 電網(wǎng)波動系數(shù)，通常取ε =； 1～ —— 考慮各種因數(shù)的安全系數(shù)； 對于三相全控整流電路 A=；取ε =；α角考慮 10176。裕量， 則 B=cosα =，由 式（ 31）可得 ? ? VU 1 3 3~1 1 19 8 2 3 ~12 ???? ，取 2U =120V。 電壓比 K=U1/U2=380/120=。 一次、二次相電流 I I2的計算 整流變壓器一次、二次相電流與負載電流 dI 之比分別為： KI1=I1/Id （ 32） KI2=I2/Id （ 33） 考慮變壓器的勵磁電流時， 1I 應(yīng)乘以 左右的系數(shù)，即： KIKI dI11 ? （ 34） 對于三相全控整流電路 KI1=, KI2=，由式（ 33）、（ 34）可得： AK IKI dI 2 0 98 1 11 ???? AIKI dI 7 02 0 98 1 ???? 11 變壓器容量的計算 S1=m1U1I； （ 35） S2=m2U2I2； （ 36） S=(S1+S2)； （ 37） 式中 m m2 一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)； 對于三相全控撟式整流電路 m1=3， m2=3，則有： S1=m1U1I1=3 380 = kVA S2=m2U2I2=3 120 = kVA S=(S1+S2)= (+） = kVA 取 S= 晶閘管元件的選擇 晶閘管的額定電壓 晶閘管實際承受的最大峰值電壓 mU ，并考慮（ 2～ 3）倍的安全裕量，參照標(biāo)準(zhǔn)晶閘管電壓等級，即可確定晶閘管的額定電壓 TNU ，即 TNU =（ 2～ 3） mU 在三相全控橋式 整流電路，每個晶閘管所承受的最大峰值電壓為 26UUm ? ，則 ? ? ? ? ? ? VUUU mTN ~~263~23~2 2 ?????? （ 38） 這里取 700TNUV? 晶閘管的額定電流 選擇晶閘管額定電流的原則是必須使管子允許通過的額定電流有效值 TNI 大于實際流過管子電流最大有效值 TI ，即 : TNI = )(AVTI TI 或 )(AVTI = ddII =KdI （ 39） 考慮到（ ～ 2）倍的裕量 )(AVTI =（ ～ 2） KdI （ 310） 12 式中 K=TI /（ dI ） —— 電流計算系數(shù)。 對于三相全控整流電路 K=，考慮 ～ 2 倍的裕量 ? ? ? ? ? ? n2~~ KIKII dAVT ?? ? ? 5 3~ 1 52 0 93 6 ~ ???? 取 AIT 160? 。故選晶閘管的型號為 KP160 晶閘管元件。 主電路的保護 設(shè)計與計算 在實際的運行過程中，會受各種各樣因素的引響，使電壓或電流超出系統(tǒng)允許的范圍，如電網(wǎng)電壓波動導(dǎo)致的過電壓，過載或堵轉(zhuǎn)引起的過電流等等，這時很容易損壞系統(tǒng)，因而需要設(shè)置相應(yīng)的保護電路。 過電壓保護 以過電壓保護的部位劃分，可分為交流側(cè)過電壓保護、直流側(cè)過電壓保護和器件兩端過電壓保護三種。 （ 1）交流側(cè)過電壓保護 ① 錯誤 !未指定書簽。 阻容保護 即在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻 R和電容 C進行保護，如圖 31中的 1R1— 1R3和 1C11C3。對于單相電路 226 em SCIU? 電容 C的耐壓 ? （ 311） shemUUR SI? （ 312） 電阻功率： 26(3 ~ 4)2 10RRC C CP I RI f U????? （ 313） 式中： S —— 變壓器容量（ VA） 2U —— 變壓器二次相電壓有效值 RI —— 通過電阻的電流（ A） emI —— 變壓器勵磁電流百分比， 10~100KVA 的變壓器，對應(yīng)的emI =10~4； shU —— 變壓器的短路比， 10~1000KVA 的變壓器，對應(yīng)的 shU =5~10； 13 mU —— 阻容兩端正常工作時交流電壓峰值（ V）。 對于相電路， R和 C的數(shù)值可按表 31進行換算。 表 31 變壓器和阻容裝置不同接法時電阻和電容的數(shù)值 變壓器接法 單相 三相、二次 Y聯(lián)結(jié) 三相、二次 D聯(lián)結(jié) 阻容裝置接法 與變壓器二次側(cè)并聯(lián) Y聯(lián)結(jié) D聯(lián)結(jié) Y聯(lián)結(jié) D聯(lián)結(jié) 電容 C C 1/3C 3C C 電阻 R R 3R 1/3R R 取 emI =6, shU =8，由式（ 311）、（ 312）、（ 313）得 C≥ 6 emI S/U22=6 6 103/1202= 耐壓≥ = 2 120= 由公式計算出電容量一般偏大，實際選用時還可參照過去已使用裝置情況來確定保護電壓的容量，這里選 CZ322型金屬化紙介電容器，電容量 160uF，耐壓 300V。 取 2Ω IC=2π fCUC 106=2π 50 160 120 106= A PR≥（ 3～ 4） IC2R=(3～ 4) 2=（ ～ ） W 可選取 2Ω， 300W 的陶瓷繞線電阻。 ② 壓敏電阻的選擇 壓敏電阻標(biāo)稱電壓 mAU1 = U = 2 120= 取電流量 5KA，選 MY31220/5 型壓敏電阻。允許偏差 +10％（ 242V）。 （ 2） 直流側(cè)過電壓保護 直流側(cè)保護可采用與交流側(cè)保護相同保護相同的方法，可采用阻容保護和壓敏電阻保護。但采用阻容保護易影響系統(tǒng)的快速性，并且會造成 di/dt 加大。因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護。 MaU1 ? (～ 2) DCU =(～ ) 230=414～ 460V 選 MY31660/5 型壓敏電阻，允許偏差 +10％。 閘管及整流二極管兩端的過電壓保護 14 抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路方法。 如圖31中的 1R4~1R 1C4~1C9。阻容保護的數(shù)值一般根據(jù)經(jīng)驗選定，見表 32 表 32 阻容保護的數(shù)值一般根據(jù)經(jīng)驗選定 晶閘管額定電流 /μ A 10 20 50 100 200 500 1000 電容 /μ F 1 2 電阻 /Ω 100 80 40 20 10 5 2 抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路方法。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 mU 的 ～ 倍。 由于 AIT 160? 由上表得 C=， R=10Ω， 電容耐壓≥ mU = 26U = 6 120=441V 選 C 為 CZJD2型金屬化紙介質(zhì)電容器 , 耐壓為 450V。 622 10 ??? cR fcUP =50 62 10)1203( ??? = 選 R 為 80Ω， 1W的普通金屬膜電阻器。 過電流保護 本系統(tǒng)采用電流截止反饋環(huán)節(jié)作限流保護外，還設(shè)有與元件串聯(lián)的快速熔斷器作過載與短路保護?？焖偃蹟嗥鞯臄嗔鲿r間短，保護性能較好，是目前應(yīng)用最普遍的保護措施。快速熔斷器可以安裝在直流側(cè)、交流側(cè)和直接與晶閘管串聯(lián)。 如圖31 中的 FU1FU7。 （ 1）交流側(cè)熔斷器的選擇 在交流則設(shè)有熔斷器 FU1，對整流變壓器及后面的電路進行短路與過載保護，整流變壓器一次側(cè)的電流 有效值為 1I =。故可選取 RW0680 低壓熔斷器，熔體的額定電流選為 80A （ 2）晶閘管串連的快速熔斷器的選擇 接有電抗器的三相全控橋電路，通過晶閘管的有效值 3/2093/n ?? IIT = A 選取 RLS150 快速熔斷器，熔體額定電流 150A。 （ 3）過電流繼電器的選擇 因為負載電流為 209A，所以可選用吸引線圈電流為 30A 的 JL1411ZS 型手動 15 復(fù)位直流過 電流繼電器，整定電流取 209=≈ 260A。