轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-06-12 08:08 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖 23 電抗均流電路并聯(lián)晶閘管的額定電流計算 KnUIIpdITAVTmax)()2~?——晶閘管額定通態(tài)平均電流(A)；)(——晶閘管電流計算系數(shù)；IT——最大整流電壓（V ） ；dmax——每個橋臂上晶間管的并聯(lián)數(shù)np——均流系數(shù)，一般取 ＝~ I＝， ＝2， ＝220V, 則 的值為（~99）AITpUdmaxAVT)(KP 型晶閘管通態(tài)平均電流系列 KP1KP5KP10KP20KP30KP50KP100KP200KP300KP400KP500KP600KP800KP1000通態(tài)平均電流/A1 5 10 20 30 50 100 200 300 400 500 600 800 1000由上表可知，選擇晶閘管的型號為 KP100.3．平波電抗器的選擇為了限制整流電流的脈動、保持整流電流連續(xù)，通常在交流器的直流輸出側(cè)接入帶有氣隙的電抗器，稱作平波電抗器。電抗器的主要參數(shù)有：額定電抗、額定電流、額定電壓降及結(jié)構(gòu)形式等。正確選用電抗器是保證調(diào)速系統(tǒng)可靠工作以及使交流器設(shè)備獲得合理的經(jīng)濟指標的一個重要因素。由于—個整流電路中，通常包含有電動機電樞電抗、變壓器漏抗和外接電抗器的電抗三個部分，因此，首先應(yīng)求出電動機電樞(或勵磁繞組) 及整流變壓器的漏感，再求出需要外接電抗器的電感值。1）電動機的電感電動機的電感 LD(mH)可按下式計算，即1032InUKNDp?式中 ——直流電動機額定電壓N——直流電動機額定電流I——直流電動機額定轉(zhuǎn)速nNp——直流電動機磁極對數(shù)——計算系數(shù)。一般無補償電動機取 8—12，快速無補償電動機取 6—8，有補償 KD電動機取 5—6。由于直流電機為無補償電動機， 取 8，則 LD 的值為 2）整流變壓器的漏感整流變壓器折合二次側(cè)的每相漏感 Lr(mH) 可按下式計算，即 IULNdlT?2?式中――計算因數(shù)，三相全橋取 ，三相半波取 ；KT――整流變壓器短路電壓百分比，一般取 ~；dl――整流變壓器二次相電壓；?2――直流電動機額定電流。IN由于為三相全橋， 取 ， 取 ， 取 220V，則TUdl?2＝???IKLNdlT?3) 保證電流連續(xù)所需電抗器的電感值當電動機負載電流小到一定程度時，會出現(xiàn)電流斷續(xù)的現(xiàn)象，將使直流電動機的機械特性變軟。為了使輸出電流在最小負載電流時仍能連續(xù)，所需的臨界電感值 L 1 可用下式計算。 IULmin21??――臨界計算系數(shù)，單相全控橋為 ，三相半波為 ，三相全控橋為 ――整流變壓器二次相電壓(v)；U?2——電動機最小工作電流，取電動機額定電流的 5％~10%Imin實際串聯(lián)的電抗器的電感值 Lp 為 )(1LTDpN???式中 N——系數(shù)，在三相橋路中取 2，其余電路取 1。由于 取 ， 取 220V, 取 ,則K1?2Imin=)()( ???????TDp4．保護環(huán)節(jié)的選擇1）過電流保護過電流是晶閘管電路經(jīng)常發(fā)生的故障，是造成器件損壞的主要原因之一，因此，過電流保護應(yīng)當首先考慮。由于晶閘管承受過電流能力比一放電器差得多，故必須在極短的時間內(nèi)把電源斷開或把電流值降下來。本次設(shè)計采用快速熔斷器保護，其電路圖如下圖 24 快速熔斷器保護 快速熔斷器是最簡單有效的過流保護器件，與普通熔斷器相比．具有快速熔斷的特性，在通常的發(fā)生短路后，熔斷時間小于 20ms，能保證在晶閘管損壞之前熔斷自身而斷升故障點，避免過電流燒壞管子。2）直流側(cè)過電壓保護 直流側(cè)過電壓保護可以用阻容或壓敏電阻保護，但采用阻容保護容易影響系統(tǒng)的快速性，并造成 di／dt 加大。因此，一般只用壓敏電阻作過電壓保護。壓敏電阻標稱電壓 按下式選擇，即1mAU1(.8~2).820396mADCV???本次設(shè)計選擇標稱值 396V 左右的壓敏電阻。3）晶閘管換相過電壓保護為了抑制晶閘管的關(guān)斷過電壓，采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路的方法，電路圖如下圖 25 換相過電壓保護電容耐壓值，通常按加在晶間管兩端工作電壓峰值的 ～ 倍計算。電阻功率 （W）為RP2610RmPfCU???式中 ——電源頻率(Hz)；f ——電容值(uF)。C——晶閘管工作電壓峰值(V)mU本次設(shè)計直流電動機額定電流為 ，故晶閘管的最大電流為 ,電容可以采用電容值為 ，電阻值為 100Ω 阻容保護器件。22 控制電路設(shè)計221 控制電路框圖設(shè)計222 控制電路框圖中各控制單元的原理圖設(shè)計1．給定器（G） 、零速封鎖器（DZS）①、給定器（G）給定器（G）的原理圖如下圖 2－2 所示。G：給定器；DZS：零速封鎖器；ASR：速度調(diào)節(jié)器；ACR 電流調(diào)節(jié)器：GT：觸發(fā)裝置；FBS：速度變換器；FA：過流保護器；FBC：電流變換；AP1：I 組脈沖放大器；圖 26 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖如上圖可知，電壓給定器主要由兩個可調(diào)電位器 RPRP2 及兩個鈕子開關(guān)SASA2 組成，SA1 為正負極性轉(zhuǎn)換開關(guān)，通過調(diào)節(jié) RPRP2 輸出正負電壓的大小，（R R4 為限流電阻，大小均為 Ω，作過流保護用）其最大輸出電壓為177。12V；SA2 為輸出控制開關(guān)。②、零速封鎖器（DZS）零速封鎖器（DZS）原理圖如下圖 2－3 所示。如上圖所示，零速封鎖器由兩個具有“山”形繼電特性的電平檢測器、邏輯門及延時環(huán)節(jié)組成，其作用是：當轉(zhuǎn)速給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓為零時（即調(diào)速系統(tǒng)在停車狀態(tài)） ，封鎖各調(diào)節(jié)器，保證電機不會爬行。零速封鎖器的工作原理：具有下反饋、工作在繼電狀態(tài)下的集成運算放大器 N1 和 N2組成的兩個“山”形電平檢測器分別對速度給定信號和反饋信號進行檢測，當輸入信號為正值時，通過二極管 VD1 和 VD3 分別進入 N1 和 N2 的反相輸入端：當輸入信號為負時，則通過二極管 VD2 和 VD4 分別進入 N1 和 N2 的同相（即正相）輸入端。故當輸入信號絕對值大于 左右時，運算放大器 NN2 輸入始終為負值，然后經(jīng)過二極管 VD9 和圖 2－7 電壓給定與運行指令原理圖圖 2－8 零速封鎖器原理圖VD10 ，作為“0”信號；當輸入信號的絕對值小于 左右時，則運算放大器輸出正電壓作為“1”信號。根據(jù)以上特性可得圖 2－4 所示的“山”形繼電特性。零速封鎖器的“山”形繼電特性如下圖 2－4 所示。2．速度變換器 FBS、速度調(diào)節(jié)器 ASR、電流調(diào)節(jié)器 ACR①、速度變換器（FBS）速度變換器（FBS）的原理圖如下圖 2－5 所示。在轉(zhuǎn)速反饋的調(diào)速系統(tǒng)中速度變換器（FBS）將直流測速發(fā)電機的輸出電壓變換成使用于控制單元與轉(zhuǎn)速成正比的直流電壓作為速度反饋。使用時，將測速發(fā)電機的輸出端接至速度變換器的輸入端“1”和“2” 。輸入電壓經(jīng)RP2 和 R2 后接至轉(zhuǎn)速表。RP1 為調(diào)節(jié)電位器，可通過調(diào)節(jié)其大小可改變速度變換器輸出電壓的大小。②、速度調(diào)節(jié)器（ASR）速度調(diào)節(jié)器（ASR）的原理圖如下圖 2－6 所示。圖 2－9 零速封鎖器的“山”形繼電特性圖 2－10 速度變換器速度調(diào)節(jié)器（ASR）由運算放大器、輸入和反饋環(huán)節(jié)及二極管限幅環(huán)節(jié)組成。其功能是對給定和反饋兩個輸入量進行加法、減法、比例、積分和微分等運算，使其輸出按某一規(guī)律變化。如上圖可知，二極管 VDVD4 和電位器 RPRP2 組成正負限幅可調(diào)的限幅電路。CR5 組成微分反饋校正環(huán)節(jié)，有助于抑止振蕩，減少超調(diào)。RC9 組成速度環(huán)串聯(lián)校
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