【文章內(nèi)容簡介】 )三路觸發(fā)方案 b)六路觸發(fā)方案一般來說兩種觸發(fā)方案均可使電路正常工作，但是在某些特殊的情況下六路觸發(fā)方案更為可靠。因為六路觸發(fā)方案可以減少晶閘管控制極的損耗，從觸發(fā)的邏輯上看也十分清晰；而三路觸發(fā)方案電路的實現(xiàn)雖然簡單，又可以節(jié)省硬件資源，但當正向(負向)觸發(fā)脈沖對負向(正向)晶閘管產(chǎn)生誤觸發(fā)時，會導致電路的失控。在后續(xù)的論述中我們還將對這個問題進行詳細研究。晶閘管觸發(fā)脈沖的最小寬度取決于它的電流的上升速度，即在脈沖存續(xù)的時間內(nèi)，電流就要到達它的掣住電流，否則就不能保證晶閘管可靠導通，在可控整流電電流的上升速度只受換流電感的制約，而在交流調(diào)壓電路中，它受負載電感的制約要遠大于前者。因此交流調(diào)壓電路要求觸發(fā)脈沖要足夠?qū)?。一般可將觸發(fā)脈沖的最小寬度取為，但根據(jù)雙脈沖的組成原理，每個觸發(fā)脈沖的寬度又不能超過60，即脈沖寬度路中，考慮了觸發(fā)脈沖的寬度問題以后，如果，即第一個脈沖的后沿在電流過零之后到達，與此同時第一個脈沖還存在，則對應的晶閘管可能被觸發(fā)，為了使其可靠工作，要求留給電流上升的電角度要大于，即或者，這樣才能在觸發(fā)脈沖消失以前使電流上升到掣住電流。對于三路觸發(fā)方案，反向并聯(lián)的兩個晶閘管共用一組脈沖并且雙脈沖中的第二個脈沖滯后于第一個脈沖60的電度角，如果120p，那么雙脈沖的第二個脈沖出現(xiàn)在處，并且其后沿出現(xiàn)在180之后。這會使每個晶閘管(例如Th3)的反向并聯(lián)晶閘管(Th6)在接近=O處被誤觸發(fā)，從而得到與正常波形不同的電流波形，進而引起邏輯上的混亂。為了減少輸出電流而增加了，但如果因此引起反向并聯(lián)的晶閘管被誤觸發(fā)，導致得到了接近于最大值的輸出電流，這種現(xiàn)象很容易造成事故，因此移相范圍為 ()顯然，對于六路觸發(fā)方案，不存在這種反向并聯(lián)晶閘管被誤觸發(fā)的問題，所以其移相范圍為 ()。此時，功率因數(shù)角、觸發(fā)角為=1脈沖寬度P=15，顯然，能滿足式()，但式()不成立，由于采用的觸發(fā)電路不同，所以得到的電流波形完全不同，、電源相電壓和A相晶閘管Thl的觸發(fā)脈沖波形。從圖中可以看出，雙脈沖的兩個脈沖都起到了作用，得到了正確的電流波形。圖2．11中，由于雙脈沖的第一個脈沖沒有起到作用，而第二個脈沖又誤觸發(fā)了與之反向并聯(lián)的晶閘管，從而導致了電流波形的不正確。本章所研究的觸發(fā)穩(wěn)定性是指對于給定的主回路和觸發(fā)方案，不論外界出現(xiàn)何種干擾，電路都工作在一個事先確定的模式，使得負載上的電壓和電流波形與預期波形一致；或者在外界干擾的情況下它會暫時的改變工作模式，但在干擾消失后，又會回到原來的工作模式。觸發(fā)不穩(wěn)定的電路不但無法正常工作，嚴重的還會引起事故。如果式()的左半部分不成立，即 ()就會出現(xiàn)這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象。、的條件下獲得的波形圖，因為很小，使式()成立，它是觸發(fā)不穩(wěn)定的一個典型例子。，輸出電流接近最大值。而每相雙脈沖中的第一個觸發(fā)脈沖是在反向的晶閘管斷開以前到達的，所以沒有發(fā)揮任何的作用。，，但電路并沒有回到原來的工作模式，新的工作模式由AB+、A+BC、A+B+C+、B+C和三相全不通五個模態(tài)組成的。(A相漏掉一個脈沖)時的有限狀態(tài)機模型除了上述的不穩(wěn)定情況，其它的擾動也可能使觸發(fā)方案偏離它的正確工作模式，例如，如果擾動使B相漏了一個脈沖，因此，觸發(fā)的不穩(wěn)定性是電壓同步雙脈沖觸發(fā)的最大問題。 這種不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生會給電機帶來很大的危害。首先，它使電機不能正常工作，有可能會使電機的機械部分由于受到劇烈震動而損害，更為嚴重的是它會向電網(wǎng)注入直流分量，而由于變壓器及各種電氣設備線圈的直流電阻很小，很少的直流分量就會產(chǎn)生巨大的直流電流而燒毀設備。此外，這種極不規(guī)則的波形是三相不平衡的，它包含有大量不對稱的諧波，嚴重影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量。為防止這種工作不可靠現(xiàn)象的出現(xiàn)，最好的辦法是適當?shù)倪x擇參數(shù)使不穩(wěn)定的條件不成立，但對于異步電動機軟啟動電路來說，這也存在一定的困難，因為在啟動的過程中，隨著控制角的逐漸減小，功率因數(shù)角也在減小，在這個動態(tài)過程中，很難保證式()始終不成立。因此，只有對電壓同步雙脈沖觸發(fā)方案進行改進，才能使異步電動機軟啟動電路穩(wěn)定的工作?？煽卣麟娐返膶捗}沖觸發(fā)是用一個寬度大于60的脈沖代替原來的每相中的雙脈沖，但對于交流調(diào)壓電路這還不夠，其寬度還要使式()和式()的左側(cè)成立，即和，這樣才可以避免上述不穩(wěn)定現(xiàn)象的產(chǎn)生。式中的和要分別取其在整個工作過程中的最大值和最小值，所以寬脈沖的標準是 ()在主回路的參數(shù)和輸出電壓均選定以后，就可以計算出式()中右側(cè)的三個參數(shù)，進而確定所需脈沖的寬度，極限情況是：P=、在這種情況下，對于任意的，對于每個晶閘管，在它的反向并聯(lián)晶閘管電流過零點時其觸發(fā)脈沖都依然存在，并能使之觸發(fā)導通，因此電流仍會連續(xù)，產(chǎn)生的實際效果相當于產(chǎn)生的效果。在脈沖寬度增大后，會使三路觸發(fā)方案中口的上限受到極大的限制，由式()的右側(cè)有 ()而極限情況是，這個范圍太窄，以至于三路觸發(fā)的寬脈沖方案實用性不強。而對于六路觸發(fā)而言，即使移相角達到，脈沖也只能持續(xù)，并不會引起誤觸發(fā)。此觸發(fā)方案由于采用電源電壓作為同步信號，不需要實時檢測電流信號，但是由于要保證脈沖寬度，因此這種觸發(fā)方式要求脈沖變壓器的容量要足夠大，這是此種觸發(fā)方式的缺點，克服這一缺點的辦法是采用脈沖序列代替寬脈沖。本文研究的鼠籠式異步電動機是一個多變量、強耦合、非線性的復雜對象，由于隨著電機轉(zhuǎn)速的不斷加大，其功率因數(shù)也不斷變化，要在整個啟動過程中滿足移相范圍的條件比在某個固定的參數(shù)下滿足該條件要困難得多。以下通過分析和仿真分別研究不同觸發(fā)方案對交流調(diào)壓鼠籠電機負載的影響。設定電機參數(shù)如下：n=、=、==、L=、L=、J=m、T=118Nm。觸發(fā)角按照8050t的函數(shù)關系減小，直到減小到30。其電流波形在轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)定以后出現(xiàn)不規(guī)則情況。，這一段時間內(nèi)出現(xiàn)了多次雙脈沖中的第一個觸發(fā)脈沖沒有產(chǎn)生作用而第二個觸發(fā)脈沖誤觸發(fā)的現(xiàn)象。—、—、,。本例是電壓同步雙脈沖觸發(fā)方案使得交流調(diào)壓軟啟動電路工作不可靠的一個典型例子。a）A相電流波形和轉(zhuǎn)速波形b)A相電流波形以及對應的觸發(fā)脈沖波形和電源電壓波形采用電壓同步寬脈沖觸發(fā)方案得到的仿真波形如圖2．19所示。通過和圖2．，電壓同步寬脈沖觸發(fā)方案得到的整個鼠籠式電動機啟動階段的電流波形都很穩(wěn)定，由此進一步驗證了該觸發(fā)方案能夠保證電路的可靠工作。 A相電流波形和轉(zhuǎn)速波形 b)A相電流波形以及對應的觸發(fā)脈沖波形和電源電壓波形 。第3章 起動電路的建模與仿真 交流調(diào)壓鼠籠式電機的仿真模型的構(gòu)造方法，包括“Power System模型”的構(gòu)造方法、“M文件模型”的設計方法以及“狀態(tài)流模型”的構(gòu)造方法。 利用MATLAB進行電機動態(tài)特性仿真，首先最為關鍵的是建立起一個便于仿真的電機數(shù)學模型。在本文的實例中，將根據(jù)兩相靜止坐標(坐標系)下的電機數(shù)學模型來構(gòu)建異步電機仿真模型和交流調(diào)壓異步電機仿真電機仿真模型。 在第2章已經(jīng)提到交流調(diào)壓軟起動電路中鼠籠電機具有三種工作模式：三相導通模式、兩相導通模式和三相全不導通模式。下面從數(shù)學模型的角度分別對這三種工作模式詳細分析。 為得到、坐標系下一部電機的數(shù)學模型，首先要對三相電源電壓進行如式()的派克(Park)變換，式()中的x變量可以是電源電壓變量、電流變量、磁鏈變量，將三相電壓變換為、坐標下的兩相電壓（)。 () 其中: 、坐標系下的鼠籠式異步電動機數(shù)學模型為： () 式中l(wèi)下標表示定子的量，下標2表示轉(zhuǎn)子的量，在按如下的推導可以得到其狀態(tài)方程。先將式()寫成矩形形式 () 其中: 整理上式可得到三相全通時鼠籠式異步電動機的狀態(tài)方程 () 由上式可得出： + （） 兩相電流變量求出來以后，通過公式（）變換得到三相電壓變量 () 式中的變換矩陣即為式()中的的逆變換電機轉(zhuǎn)矩和電機的運動方程式分別為式()和() ()