【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?yàn)榱酚|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(shí)現(xiàn)雖然簡單，又可以節(jié)省硬件資源，但當(dāng)正向(負(fù)向)觸發(fā)脈沖對負(fù)向(正向)晶閘管產(chǎn)生誤觸發(fā)時(shí)，會導(dǎo)致電路的失控。在后續(xù)的論述中我們還將對這個(gè)問題進(jìn)行詳細(xì)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(shí)間內(nèi)，電流就要到達(dá)它的掣住電流，否則就不能保證晶閘管可靠導(dǎo)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(fù)載電感的制約要遠(yuǎn)大于前者。因此交流調(diào)壓電路要求觸發(fā)脈沖要足夠?qū)挕Ｒ话憧蓪⒂|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(gè)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(gè)脈沖的后沿在電流過零之后到達(dá)，與此同時(shí)第一個(gè)脈沖還存在，則對應(yīng)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(gè)晶閘管共用一組脈沖并且雙脈沖中的第二個(gè)脈沖滯后于第一個(gè)脈沖60的電度角，如果120p，那么雙脈沖的第二個(gè)脈沖出現(xiàn)在處，并且其后沿出現(xiàn)在180之后。這會使每個(gè)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(jìn)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(dǎo)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(shí)，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(gè)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(gè)脈沖沒有起到作用，而第二個(gè)脈沖又誤觸發(fā)了與之反向并聯(lián)的晶閘管，從而導(dǎo)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(gè)事先確定的模式，使得負(fù)載上的電壓和電流波形與預(yù)期波形一致；或者在外界干擾的情況下它會暫時(shí)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(yán)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?yàn)楹苄?，使?)成立，它是觸發(fā)不穩(wěn)定的一個(gè)典型例子。，輸出電流接近最大值。而每相雙脈沖中的第一個(gè)觸發(fā)脈沖是在反向的晶閘管斷開以前到達(dá)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(gè)模態(tài)組成的。(A相漏掉一個(gè)脈沖)時(shí)的有限狀態(tài)機(jī)模型除了上述的不穩(wěn)定情況，其它的擾動(dòng)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(dòng)使B相漏了一個(gè)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(jī)帶來很大的危害。首先，它使電機(jī)不能正常工作，有可能會使電機(jī)的機(jī)械部分由于受到劇烈震動(dòng)而損害，更為嚴(yán)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(shè)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(shè)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(yán)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(dāng)?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(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路來說，這也存在一定的困難，因?yàn)樵趩?dòng)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(gè)動(dòng)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(jìn)行改進(jìn)，才能使異步電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)電路穩(wěn)定的工作?？煽卣麟娐返膶捗}沖觸發(fā)是用一個(gè)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(gè)工作過程中的最大值和最小值，所以寬脈沖的標(biāo)準(zhǔn)是 ()在主回路的參數(shù)和輸出電壓均選定以后，就可以計(jì)算出式()中右側(cè)的三個(gè)參數(shù)，進(jìn)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(gè)晶閘管，在它的反向并聯(lián)晶閘管電流過零點(diǎn)時(shí)其觸發(fā)脈沖都依然存在，并能使之觸發(fā)導(dǎo)通，因此電流仍會連續(xù)，產(chǎn)生的實(shí)際效果相當(dāng)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(gè)范圍太窄，以至于三路觸發(fā)的寬脈沖方案實(shí)用性不強(qiáng)。而對于六路觸發(fā)而言，即使移相角達(dá)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(shí)時(shí)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(diǎn)，克服這一缺點(diǎn)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(dòng)機(jī)是一個(gè)多變量、強(qiáng)耦合、非線性的復(fù)雜對象，由于隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷加大，其功率因數(shù)也不斷變化，要在整個(gè)啟動(dòng)過程中滿足移相范圍的條件比在某個(gè)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(jī)負(fù)載的影響。設(shè)定電機(jī)參數(shù)如下：n=、=、==、L=、L=、J=m、T=118Nm。觸發(fā)角按照8050t的函數(shù)關(guān)系減小，直到減小到30。其電流波形在轉(zhuǎn)速達(dá)到穩(wěn)定以后出現(xiàn)不規(guī)則情況。，這一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了多次雙脈沖中的第一個(gè)觸發(fā)脈沖沒有產(chǎn)生作用而第二個(gè)觸發(fā)脈沖誤觸發(fā)的現(xiàn)象?！ⅰ?、,。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(dòng)電路工作不可靠的一個(gè)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(yīng)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(gè)鼠籠式電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段的電流波形都很穩(wěn)定，由此進(jìn)一步驗(yàn)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(yīng)的觸發(fā)脈沖波形和電源電壓波形 。第3章 起動(dòng)電路的建模與仿真 交流調(diào)壓鼠籠式電機(jī)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(shè)計(jì)方法以及“狀態(tài)流模型”的構(gòu)造方法。 利用MATLAB進(jìn)行電機(jī)動(dòng)態(tài)特性仿真，首先最為關(guān)鍵的是建立起一個(gè)便于仿真的電機(jī)數(shù)學(xué)模型。在本文的實(shí)例中，將根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)(坐標(biāo)系)下的電機(jī)數(shù)學(xué)模型來構(gòu)建異步電機(jī)仿真模型和交流調(diào)壓異步電機(jī)仿真電機(jī)仿真模型。 在第2章已經(jīng)提到交流調(diào)壓軟起動(dòng)電路中鼠籠電機(jī)具有三種工作模式：三相導(dǎo)通模式、兩相導(dǎo)通模式和三相全不導(dǎo)通模式。下面從數(shù)學(xué)模型的角度分別對這三種工作模式詳細(xì)分析。 為得到、坐標(biāo)系下一部電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，首先要對三相電源電壓進(jìn)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(biāo)下的兩相電壓（)。 () 其中: 、坐標(biāo)系下的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型為： () 式中l(wèi)下標(biāo)表示定子的量，下標(biāo)2表示轉(zhuǎn)子的量，在按如下的推導(dǎo)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(shí)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)矩和電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程式分別為式()和() ()