電電力拖動與控制系統(tǒng)課程設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-14 14:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ），通上電源時，先限制充電電流，再延時用開關(guān)K將短路，以免長期接入 時影響整流電路的正常工作，并產(chǎn)生附加損耗。 泵升電壓限制目前使用的電壓型變頻器，當所帶電動機減速制動時，電動機進入發(fā)電制動狀態(tài)，其能量通過逆變電路中的反饋二極管流入整流回路輸出的直流中間回路，使直流電壓升高產(chǎn)生過電壓（泵升電壓），而導致器件擊穿。為了限制泵升電壓，在直流側(cè)電容兩端并接功率開關(guān)管T0和能耗電阻R0，組成泵升電壓限制電路。當泵升電壓超過一定值時，T0導通，將回饋能量消耗在R0上，泵升電壓設(shè)定較高時，T0導通時間短，消耗在R0上的功率少，對提高傳輸效率有利，但制動力較弱。反之，泵升電壓若限定太低，T0導通時間長，R0上的功耗增加，T0和R0發(fā)熱嚴重。為增大制動力，可減小R0的值，但R0值的減小會使流過T0的電流增大，而通常變頻器開關(guān)管T0的電流和電壓額定值都不太大，由于電梯需滿足升降四象限運行，對起、制動加減速有一定要求，為乘坐舒適和準確平層精度，對制動時間和制動力有較高要求，普通變頻器用于電梯時，容易產(chǎn)生T0過流；另一方面，若制動電阻R0含有電感時，在T0由導通轉(zhuǎn)為關(guān)斷的時刻，會產(chǎn)生一個瞬間反電勢，其值為泵升電壓正常值的幾倍，容易使T0過壓。為克服上述現(xiàn)象，除R0選用無感電阻外，可在T0處并接一個大功率管與T0構(gòu)成復合功率管，以提高制動單元釋放電流的能力。 保護電路1. RCD 緩沖電路 Lm=L1+L2 Ls Cs Ds Rs ：：：：：電源線的線電感緩沖電路電感緩沖電容緩沖二極管緩沖電阻2. 關(guān)斷波形 Io Vcesp Vcep Ed Vfp(Ds) ：：：：：集電極關(guān)斷電流Ls引起的尖峰電壓峰值Cs充電的峰值電壓電源電壓緩沖二極管的正向恢復電壓 Vfp(Ds) Ls 應盡量小應盡量小 Lm Cs 應盡量小 應足夠大3. 緩沖電路的選擇(1)緩沖電容(Cs) Lm Io Vcep Ed ：：：：1μH/m2Ic(Rated)Vces400V for AC 220V, 800V for AC 440V(2)緩沖電阻(Rs) f:開關(guān)頻率 電路選擇一般說來，對晶閘管整流裝置在整流器功率很小時（4KW以下），用單相整流電路，功率較大時用三相整流電路。這樣可以減小負載電流的脈動。由于所提供的電動機為10KW。故主電路采用三相整流電路。在三相整流電路中，主要有三相零式整流電路、三相全控橋式整流電路和三相半控橋式整流電路。三相零式電路突出的優(yōu)點是電路簡單，用的晶閘管少，觸發(fā)器也少，對需要220V電壓的用電設(shè)計直接用380V電網(wǎng)供電，而不需要另設(shè)整流變壓器。但缺點是要求晶閘管耐壓高，整流輸出電壓脈動大，需要平波電抗器容量大，電源變壓器二次電流中有直流分量，增加了發(fā)熱和損耗。因零線流過負載電流，在零線截面小時壓降大。而三相全控橋式整流電路，在輸出電流和電壓相同時，電源相電壓可較三相零式整流電路小一半。因此顯著減輕了變壓器和晶閘管的耐壓要求。變壓器二次繞組電流中沒有直流分量，種用率高。輸出整流電壓脈動小，所以平波電抗器容量就可以小一些。三相全控橋式整流電路的缺點是整流器件用得多，需要六個觸發(fā)電路，需要220V電壓的設(shè)備也不能用380電網(wǎng)直接供電，而要用整流變壓器。三相半控橋式整流電路，雖然只用三只晶閘管、三個觸發(fā)電路，但整流輸出電壓脈動大，且不能用于需要有源逆變的場合。綜合上述三種三相整流電路，及根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，主電路選用三相全控橋式整流電路。又由于電動機的額定電壓為220V，為保證供電質(zhì)量，應采用三相減壓變壓器將電源電壓降低；為避免三次諧波電動勢的不良影響，三次諧波電流對電源的干擾，主變壓器采用D/Y聯(lián)結(jié)。 觸發(fā)電路的選擇目前觸發(fā)電路主要有阻容移相觸發(fā)電路、單結(jié)晶體觸發(fā)電路、正弦波同步觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路，以及集成觸發(fā)電路等。對常見的幾種觸電發(fā)電路進行綜合考慮，集成觸發(fā)電路具有明顯的優(yōu)點，因而選用集成觸發(fā)電路。觸發(fā)集成芯片采用目前比較常用的KC系列。 第三章 直流調(diào)速系統(tǒng)的控制理論 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)ASR——轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ACR——電流調(diào)節(jié)器 TG——測速發(fā)電機TA——電流互感器 UPE——電力電子變換器直流電動機的調(diào)速方法有三種：（1）改變電樞電阻（R）調(diào)速。（2）改變電樞電壓（U）調(diào)速。（3）改變主磁通（）調(diào)速。前兩種調(diào)速方法主要適用于恒轉(zhuǎn)矩負載，后一種調(diào)速方法適用于恒功率負載。串電阻調(diào)速為有級調(diào)速，調(diào)速平滑性比較差，機械特性斜率增大，速度穩(wěn)定性比較差，受靜差率的限制，調(diào)速范圍比較小。改變電樞電壓調(diào)速為無級調(diào)速，機械特性斜率不變，速度穩(wěn)定性好，調(diào)速范圍比較大。改變主磁通調(diào)速，控制方便，能量損耗比較小，調(diào)速平滑，但受最高轉(zhuǎn)速限制，調(diào)速范圍不大。對于要求在一定范圍內(nèi)無級平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，以改變電樞電壓調(diào)速方式為最好。因此，自動控制的直流調(diào)速系統(tǒng)往往以調(diào)壓調(diào)速為主要調(diào)節(jié)方式。兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓U*im決定了電流給定電壓的最大值；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力 電子變換器的最大輸出電壓Udm。 為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。其中主電路中串入平波電抗器，以抑制電流脈動，消除因脈動電流引起的電機發(fā)熱以及產(chǎn)生的脈動轉(zhuǎn)矩對生產(chǎn)機械的不利影響。 參數(shù)計算 電流環(huán)的設(shè)計 1. 確定時間常數(shù) 1）脈寬調(diào)制器和PWM 變換器的滯后時間常數(shù)TP WM 與傳遞函數(shù)的計算 電動機的啟動電流為 IS=US/R= 啟動電流與額定電流比為 αS== 晶體管放大區(qū)的時間常數(shù)為 : Tce= 電流上升時間計tr算公式為： Tr=
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