【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 感 (38)式中，P為電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)，已知P=2，=220V，=1000r/min，=305A，無(wú)補(bǔ)償繞組的電機(jī)系數(shù)=8—12，在此我們選=10，代入上式可得=。3．3．5變壓器漏電感的計(jì)算 (39)式中，為變壓器的阻抗電壓百分值，1000KVA以下的變壓器，=，對(duì)于三相橋式電路=，已知：=141，=305A，代入各參數(shù)可得≈。3．3．6快速熔斷器的選擇：對(duì)于三相全控橋式電路，熔斷器有相接，臂接和接在整流裝置直流側(cè)三種方式熔斷器相接時(shí)，可防止晶閘管損壞或直流側(cè)故障而引起的短路損害。但在通過(guò)故障電流時(shí)，對(duì)晶閘管的保護(hù)效果要差些，故多用于中小容量裝置，熔斷器接于直流側(cè)時(shí)，可對(duì)負(fù)荷側(cè)的過(guò)電流或短路起保護(hù)作用，但對(duì)晶閘管本身造成的短路不起保護(hù)作用，故多用于小功率裝置。通常選用臂接熔斷器，其額定電壓和額定電流按以下方法選取：應(yīng)大于電器正常工作時(shí)的電壓有效值，再留有適當(dāng)?shù)脑Ａ考础菔街?，——變流變壓器二次電壓有效值?yīng)按有負(fù)載圖計(jì)算出一個(gè)工作周期內(nèi)負(fù)載電流有效值選取,即≥ ——電流計(jì)算系數(shù)，對(duì)于三相橋，——負(fù)載電流的有效值3．3．7 主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的容量因?yàn)辇堥T刨工作臺(tái)的最大拉力=78480N，最大拉力時(shí)的最高切削速度=25m/min，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率=。則直流電動(dòng)機(jī)的最大負(fù)載功率為：=（7848025/60）/=考慮到工作行程中可能產(chǎn)生過(guò)載，則電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為：=式中，為過(guò)載倍數(shù)，由于（25—45）m/min范圍內(nèi)調(diào)速方法與生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載性質(zhì)不匹配，則電動(dòng)機(jī)的額定功率為：=≈60KW因此所選電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)如下：=60KW，=220V，=305A，=1000r/min，額定激磁電壓=220V，額定激磁電流為=，激磁繞組電阻=52Ω，電樞電阻=4．調(diào)速系統(tǒng)的控制電路設(shè)計(jì)采用兩組晶閘管整流裝置供電的可逆控制線路4．1邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)是指在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，兩組反并聯(lián)連接的交流器之間完全沒(méi)有環(huán)流的可逆系統(tǒng)。可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)需要的電樞電流極性，通過(guò)一個(gè)邏輯單元來(lái)選擇某一組變流器的工作。下圖(41)所示是一種帶模擬開關(guān)的邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)。系統(tǒng)正確工作時(shí)，為負(fù)，ASR輸出為正，其中一路送到邏輯裝置的轉(zhuǎn)矩極性鑒別器，切換邏輯裝置AL電路，使模擬開關(guān)觸點(diǎn)和閉合，另一路經(jīng)輸入到電流調(diào)節(jié)器ACR，使電流調(diào)節(jié)器輸出為負(fù)，正向組脈沖前移小于，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。變流器的切換是在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的極性需要反向時(shí)進(jìn)行，其切換順序如下：1） 改變給定電壓使極性為正，或由于負(fù)荷力矩變化引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化，使ASR輸出變負(fù)，并通過(guò)電流調(diào)節(jié)器使工作組工作在逆變狀態(tài)。2） 輯裝置AC接受轉(zhuǎn)矩變化的命令。3） 作組電流下降到零，邏輯裝置零電流檢測(cè)器確認(rèn)電流實(shí)際值為零。斷開，觸點(diǎn)。4） 正向脈沖被封鎖。 5）經(jīng)一段延時(shí)，觸點(diǎn)接通，反向組有觸發(fā)脈沖，同時(shí)速度調(diào)節(jié)器輸出通過(guò)反號(hào)器送到電流調(diào)節(jié)器，使反向組變流器工作在逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)行再生制動(dòng)。為了保證系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)盡量縮短切換時(shí)間。在切換時(shí)間中，電流換向死時(shí)占主要成分。一般死時(shí)時(shí)間在10以下，不會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)起影響，在20~30內(nèi)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)稍有影響，當(dāng)反向死時(shí)超出30的數(shù)據(jù)很多時(shí)，將會(huì)對(duì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)有很大影響。邏輯無(wú)環(huán)流系統(tǒng)在兩組變流器工作狀態(tài)發(fā)生切換時(shí)應(yīng)保證不發(fā)生換相失敗，兩組變流器在任何時(shí)刻都不能同時(shí)工作。為了確保系統(tǒng)的正常工作，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1） 電流實(shí)際值為零的檢測(cè)要有關(guān)斷等待時(shí)間在確認(rèn)電流真正為零后，才能切除工作組的觸發(fā)脈沖，如果電流還處在流通的狀態(tài)下，而且工作的變流器處于逆變工作狀態(tài)。此時(shí)，若切除工作組的觸發(fā)脈沖，則會(huì)引起換流失敗。零電流檢測(cè)單元一般都有交流側(cè)的電流互感器與半導(dǎo)體比較器組成。即使在電流連續(xù)的情況下，只要電流的瞬時(shí)脈動(dòng)電流值低于檢測(cè)電平，零電流檢測(cè)器就會(huì)按脈動(dòng)周期而動(dòng)作。如果這一動(dòng)作導(dǎo)致立即切除的觸發(fā)脈沖，則往往由于晶閘管的固有關(guān)斷時(shí)間或換相電抗受影響，使其滯后關(guān)斷而引起換流失敗，如圖(42)(a)所示。因此，在零電流檢測(cè)器動(dòng)作后，必須經(jīng)過(guò)一段延時(shí)才能關(guān)斷導(dǎo)通的晶閘管，圖（b）所示，這段時(shí)間稱為關(guān)斷時(shí)間，它有電源頻率、電壓、回路電感、控制角等因素決定，但要隨控制角的變化而變化。如圖C所示，在最大控制角時(shí)，關(guān)斷時(shí)間最大。因此，為了可靠地關(guān)斷，最好對(duì)應(yīng)最大控制角來(lái)整定等待時(shí)間（一般為3~5），此外，在給出轉(zhuǎn)矩反向指令時(shí)，應(yīng)將觸發(fā)脈沖移到最大控制角（即），以能迅速實(shí)現(xiàn)關(guān)斷。若只將電流給定值保持為零，即在附近切換時(shí)，如圖(d)，則將繼續(xù)流過(guò)斷續(xù)電流。使開始切換到關(guān)斷所需的時(shí)間延長(zhǎng)，這是不利的。 2）要有觸發(fā)等待時(shí)間即使工作組的觸發(fā)脈沖被封鎖，由于原來(lái)導(dǎo)通的晶閘管仍不能馬上投入工作，否則將會(huì)產(chǎn)生兩組變流器同時(shí)導(dǎo)通而造成的電源短路故障，如圖(43)(a)所示。為此，邏輯裝置從向工作組發(fā)出封鎖脈沖信號(hào)，直到向待工作組給出解除脈沖封鎖的信號(hào)之間要有一段延時(shí)，稱為觸發(fā)等待時(shí)間。如圖(c)所示，一般取5~6。 3）要有對(duì)電流調(diào)節(jié)器“拉”的信號(hào)在待工作組剛剛開始開放時(shí)，為避免此時(shí)因整流電壓和電動(dòng)機(jī)反電動(dòng)勢(shì)相加而造成很大的電流沖擊，應(yīng)使待工作組投入工作時(shí)處于逆變狀態(tài)。為此也需要在工作脈沖被封鎖，待工作組還未開放的一段時(shí)間內(nèi)，向電流調(diào)節(jié)器輸入一個(gè)“拉”的信號(hào)，即將觸發(fā)裝置的移相器處于位置。當(dāng)待工作組脈沖封鎖解除后，將“”信號(hào)取消，在調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用下，觸發(fā)脈沖以點(diǎn)向工作點(diǎn)位移，使電樞電流逐步建立，電動(dòng)機(jī)被減速或反向起動(dòng)，直到穩(wěn)定在新的工作點(diǎn)。4．2邏輯裝置的組成與分析：系統(tǒng)的工作狀態(tài)取決于邏輯裝置。邏輯裝置主要由四個(gè)部分組成：電平檢測(cè)（包括轉(zhuǎn)矩極性與零電流檢測(cè)）、邏輯判斷、延時(shí)電路、邏輯保護(hù)。其組成原理如圖（44）。 對(duì)邏輯裝置的要求如下： 在任何情況下，兩組可控硅絕對(duì)不允許同時(shí)加觸發(fā)脈沖，一組工作時(shí)，另一組的觸發(fā)脈沖被封鎖。 邏輯切換裝置只有滿足邏輯切換條件時(shí)，才能進(jìn)行邏輯切換。速度調(diào)節(jié)器的輸出作為轉(zhuǎn)矩（即電流）極性鑒別信號(hào)。當(dāng)此信號(hào)由負(fù)變正時(shí)，允許封鎖正組，開放反組；反之則允許封鎖反組，開放正組。所以轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)改變極性是邏輯切換的必要條件。只有當(dāng)實(shí)際工作電流衰減至零時(shí)，才允許封鎖原來(lái)正在運(yùn)行的那組可控硅，而開放另一組可控硅。所以零電流檢測(cè)器發(fā)出“零電流信號(hào)”是邏輯切換的充分條件。 發(fā)出邏輯切換指令后，經(jīng)過(guò)關(guān)斷等待延時(shí)時(shí)間，封鎖原導(dǎo)通組脈沖。下面對(duì)邏輯裝置的各個(gè)部分的組成與工作原理進(jìn)行較詳細(xì)的分析。1）、 電平檢測(cè)器 轉(zhuǎn)矩極性鑒別與零電流檢測(cè)只須用“0”、“1”兩種狀態(tài)來(lái)表示。故可用具有繼電器特性的電平檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩極性鑒別和零電流檢測(cè)。由帶正反饋的運(yùn)算放大器組成的電平檢測(cè)器的原理與結(jié)構(gòu)圖見圖（45）。圖中為運(yùn)算放大器的開環(huán)放大系數(shù)，為電平檢測(cè)器的反饋系數(shù)，其值為： （41） 若電平檢測(cè)器的閉環(huán)放大系數(shù)為，則 （42） 放大器的輸入—輸出特性如圖（46）所示。其中（a）圖中1：放大狀態(tài)；圖（b）中，：繼電狀態(tài)；圖（c）中1：繼電器出現(xiàn)回環(huán)。當(dāng)一定時(shí)，1表示大，即小，說(shuō)明正反饋強(qiáng)。為什么加入強(qiáng)正反饋的輸入—輸出特性會(huì)出現(xiàn)具有回環(huán)的繼電器特性呢？下面舉例來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。如果采用8FC3線性集成電路，其開環(huán)放大系數(shù)為100000倍，取輸入電阻，正反饋電阻，則反饋系數(shù)為：如果運(yùn)算放大器的飽和輸出值為。設(shè)放大器原來(lái)處于負(fù)相飽和狀態(tài)，即則反饋電壓：=（1/100）10= (43)為了使放大器的輸出從10V翻轉(zhuǎn)到+10V，輸入必須加負(fù)電壓，使=0，放大器的輸出才能翻轉(zhuǎn)。同理至少加+，才能使輸出從+10V翻轉(zhuǎn)到10V。因此，輸入—輸出特性出現(xiàn)回環(huán)。綜上可知電平檢測(cè)器的回環(huán)寬的計(jì)算為： ；； （44） （45） 式中，分別為正相和負(fù)相飽和輸出電壓；，分別為輸出由正翻到負(fù)和由負(fù)翻到正所需的最小輸入電壓，由此可知，越小則越大，回環(huán)寬度就越大。回環(huán)寬度大，可以避免誤動(dòng)作，提高了抗干擾能力。但是回環(huán)寬度太寬，則動(dòng)作遲鈍，容易產(chǎn)生振蕩與超調(diào)。無(wú)環(huán)流邏輯裝置中共有“轉(zhuǎn)矩極性鑒別”和“零電流檢測(cè)”兩個(gè)電平檢測(cè)器，分別將的極性和電流“是零”或“非零”轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的開關(guān)量，供邏輯判斷部分使用。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的原理圖與輸入—輸出特性如圖（47）。其輸入信號(hào)是左右對(duì)稱，而輸出上下不對(duì)稱，使它給出開關(guān)量“0”和“1”。輸出+10V表示“1”，“0”信號(hào)。轉(zhuǎn)矩極性鑒別器的反相輸入端接速度調(diào)節(jié)器的輸出，輸出為轉(zhuǎn)矩極性信號(hào)。當(dāng)=“－”時(shí)；希望電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生正的轉(zhuǎn)矩+M，此時(shí)鑒別器的輸出為“1”，即正飽和值+10V；當(dāng)=“+”時(shí)，要求電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生負(fù)的轉(zhuǎn)矩－M，此時(shí)鑒別器輸出為“0”，為了得到“0”信號(hào)，由、組成負(fù)限幅電路。零電流檢測(cè)器的原理圖與輸入—輸出特性如圖（48）。它的輸入信號(hào)是電流互感器輸出零電流信號(hào)。主回路有電流時(shí)為+，要求零電流檢測(cè)器輸出為“0”。主電路電流接近零時(shí)，零電流信號(hào)下降至+。因此，特性的回環(huán)必須偏在縱軸的右側(cè)，可在輸入端增設(shè)偏移電路（與）來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)，檢測(cè)器的輸出為“1”，即正相飽和值+10V。為了突出“電流是零”，所以規(guī)定零電流時(shí)=“1”，有電流時(shí)=“0”。如果作相反的規(guī)定，當(dāng)然也可以，但要改變檢測(cè)器與邏輯判斷電路。2） 邏輯判斷電路 其作用是根據(jù)轉(zhuǎn)矩極性鑒別信號(hào)與零電流檢測(cè)信號(hào)發(fā)出封鎖正組信號(hào)和封鎖反組的信號(hào)。封鎖信號(hào)為0或負(fù)時(shí)或?yàn)椤?”，發(fā)出脈沖封鎖信號(hào)。當(dāng)封鎖信號(hào)為正時(shí)，或?yàn)椤?”，發(fā)出脈沖開啟信號(hào)，在各種運(yùn)行情況下邏輯判斷電路的狀態(tài)如下：輸入信號(hào)：轉(zhuǎn)矩極性鑒別：=+，則=―，=“1”；=―，則=+，=“0”零電流檢測(cè)：有電流時(shí)，則=“0”；無(wú)電流時(shí)，則=“1”封鎖信號(hào)：封鎖正組脈沖：=“0” 封鎖反組脈沖：=“0”開放正組脈沖：=“1” 開發(fā)反組脈沖：=“1”根據(jù)可逆系統(tǒng)正、反向運(yùn)行和起動(dòng)、制動(dòng)的具體情況，對(duì)邏輯判斷電路的要求列在表上。表41 對(duì)邏輯判斷的要求運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)矩極性電樞電流邏輯電路輸入邏輯電路輸出正向起動(dòng)＋01110－有1010正向運(yùn)行＋有1010正向制動(dòng)－有0010－00101－有(制動(dòng)電流)0001反向起動(dòng)－00101－有0001反向運(yùn)行－有0001反向制動(dòng)＋有1001＋01110＋有(制動(dòng)電流)1010例如：正相制動(dòng)時(shí)，ST輸出為正，轉(zhuǎn)矩極性鑒別器輸出=“0”，當(dāng)電流下降但尚未反向前零電流檢測(cè)器輸出=“0”，此時(shí)要求正組仍開放，即=“1”實(shí)行本橋逆變。當(dāng)電流下降至零時(shí)，=“1”，希望正組向反組切換，即=“0”，=“1”，當(dāng)反組開放后，得到反向制動(dòng)電流又變?yōu)椤?”，但正反組的脈沖封鎖信號(hào)應(yīng)保持不變，即=“0”，而=“1”。根據(jù)邏輯判斷電路的要求，可以得到邏輯判斷電路的真值表。110001100100111000000111根據(jù)真值表可列出邏輯判斷電路的邏輯 表42 邏輯判斷的真值表表達(dá)式： (46) (47) 上述邏輯表達(dá)式可簡(jiǎn)化為： (48) (49) 為了使邏輯裝置具有較高的抗干擾能力，常采用HTL組件的與非門電路組成邏輯判斷電路。因此，上述兩邏輯表達(dá)式變?yōu)椤芭c非”形式的表達(dá)式： (410) (411) 如果不愿意多用一個(gè)與非門以獲得，則上式可化為： (412) 由上兩式，可以得到邏輯判斷電路如圖(49)。3） 延時(shí)電路 當(dāng)邏輯判斷電路發(fā)出切換指令或之后，必須經(jīng)過(guò)關(guān)斷等待時(shí)間與觸發(fā)等待時(shí)間之后，才能執(zhí)行切換指令。因此，邏輯裝置中要設(shè)置延時(shí)電路。最簡(jiǎn)單的延時(shí)電路是在HTL與非門的輸入端加接二極管和V和電容C，如圖（410）所示。當(dāng)與非門的所有輸入端為高電平“1”時(shí)，輸出為低電平“0”。只要有一個(gè)輸入端為低電平“0”時(shí)，則輸出便跳至高電平。當(dāng)接電容與二極管的輸入端的信號(hào)由“1”變“0”時(shí)，二極管導(dǎo)通，與非門的輸出照常翻轉(zhuǎn)，無(wú)延時(shí)作用。若信號(hào)有“0”變“1”時(shí)，二極管截止，A點(diǎn)的電位不能立即升高，須等待HTL組件電源通過(guò)內(nèi)部電路對(duì)電容C充電，直到A升至與非門的開門電平時(shí)，輸出才由“1”變?yōu)椤?”（設(shè)其它輸入端均為高電平）。電容器的充電時(shí)間就是延時(shí)時(shí)間，其充電時(shí)間為：