【文章內(nèi)容簡介】 求有不同的逆變變壓器二次側(cè)電壓與其匹配；同時也希逐轉(zhuǎn)子電路與交流電網(wǎng)之間實行電隔離，因此一般串級調(diào)速系統(tǒng)中均需配置逆變變壓器。 1）逆變壓器二次側(cè)電壓根據(jù)最低轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子最大整流電壓與逆變器最大電壓相等的原則確定： （31）式中： UＴ２：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 ；　　 Uｄｍａｘ：轉(zhuǎn)子整流器最大輸出直流電壓； 　　 KＵＶ ：整流電壓計算系數(shù)，見表21； 　　 βｍｉｎ：最小逆變角，一般取30176。； 即， 2）逆變變壓器折算至直流側(cè)電抗，則，折算到直流側(cè)等效電阻3）平波電抗器直流電阻4）在串級調(diào)速狀態(tài)運行時的額定轉(zhuǎn)速當(dāng)S=1時，故電動機額定轉(zhuǎn)矩考慮到換相重疊角的影響，并經(jīng)線性化處理，上式中為則轉(zhuǎn)矩降低系數(shù)為5）串級調(diào)速狀態(tài)運行時最高轉(zhuǎn)速的確定直流回路總等效電阻為 （32）式中，電動機折算到直流側(cè)的等效電阻，可按功率相等的原則進行折算，即得 6）最大電流時的電動勢系數(shù)為：7）最大轉(zhuǎn)速：則 8）轉(zhuǎn)速降低系數(shù)9）電動機校驗或即，所選電動機符合要求。所以，時，換相重疊角為系統(tǒng)工作在第一工作區(qū)。逆變變壓器二次側(cè)線電壓又因為 逆變變壓器計算容量為逆變變壓器一次側(cè)電流符合前面所取的值 （33）式中 （三相橋式電路、電感性負載）取 因為 取 選擇硅整流元件ZP15012六只，晶閘管KP15012六只。晶閘管有換相方便，無噪音的優(yōu)點。設(shè)計晶閘管電路除了正確的選擇晶閘管的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還必須采取必要的過電壓、過電流保護措施。正確的保護是晶閘管裝置能否可靠地正常運行的關(guān)鍵。1）過電壓保護不能從根本上消除過電壓的根源，只能設(shè)法將過電壓的幅值抑制到安全限度之內(nèi)，這是過電壓保護的基思想。抑制過電壓的方法不外乎三種：用非先行元件限制過電壓 的幅度；用電阻消耗產(chǎn)生過電壓的能量；用儲能元件吸收產(chǎn)生過電壓的能量。實用中常視需要在電路的不同部位選用不同的方法，或者在同一部位同時用兩種不同保 護方法。以過電壓保護的部位來分，有交流側(cè)過壓保護、直流側(cè)過電壓保護和器件兩端的過電壓保護三種。交流側(cè)過電壓保護本設(shè)計采用阻容保護 即在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻R和電容C進行保護。變壓器接法單相三相、二次Ｙ聯(lián)結(jié)三相二次Ｄ聯(lián)結(jié)阻容裝置接法與變壓器二次側(cè)并聯(lián)Y聯(lián)結(jié)D聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)D聯(lián)結(jié)電容ＣＣ1/3C3CC電阻ＲＲ3R1/3RR表51 變壓器連接及阻容選擇對于三相電路，Ｒ和Ｃ的值可按表51換算。本系統(tǒng)采用DY連接。S=， U2=120V 變壓器勵磁電流百分?jǐn)?shù)Iem取值：當(dāng) S=1～10KVA時，對應(yīng)的Iem=4～1，所以Iem取3。C≥ 6IemS/U22= 6334103/1202=選取20181。F的鋁電解電容器。變壓器短路電壓比選?。?S=1～10KVA，Iｅｍ=1～5，所以Iｅｍ取3。Ｃ ≥ U22/S =1202/103 =即，選取電阻為ZB110的電阻。直流側(cè)保護可采用與交流側(cè)保護相同保護相同的方法，可采用阻容保護和壓敏電阻保護。但采用阻容保護易影響系統(tǒng)的快速性，并且會造成加大。因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護U1MA=（）UDC=() 230=414460V選MY31440/5型壓敏電阻。允許偏差+10％（484V）。晶閘管及整流二極管兩端的過電壓保護查表52；晶閘管額定電流/μA1020501002005001000電容/μF12電阻/Ω1008040201052表52 壓敏電阻保護的接法抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路方法。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 ～得 C=，R=100Ω。PR=fCUm2106=50106( 120)2106=106W即，選R為20Ω普通金屬膜電阻器。2）電流保護快速熔斷器的斷流時間短，保護性能較好，是目前應(yīng)用最普遍的保護措施?？焖偃蹟嗥骺梢园惭b在直流側(cè)、交流側(cè)和直接與晶閘管串聯(lián)。1)交流側(cè)快速熔斷器的選擇 I2= 選取RLS10快速熔斷器，熔體額定電流6A。2）晶閘管串連的快速熔斷器的選擇 I=I2=，IT= 選取RLS10快速熔斷器，熔體額定電流4A。3）電壓和電流上升率的限制電壓上升率 ：正相電壓上升率 較大時，會使晶閘管誤導(dǎo)通。因此作用于晶閘管的正相電壓上升率應(yīng)有一定的限制。造成電壓上升率 過大的原因一般有兩點：由電網(wǎng)侵入的過電壓；由于晶閘管換相時相當(dāng)于線電壓短路，換相結(jié)束后線電壓有升高，每一次換相都可能造成過大。限制過大可在電源輸入端串聯(lián)電感和在晶閘管每個橋臂上串聯(lián)電感，利用電感的濾波特性，使 降低。電流上升率 ：導(dǎo)通時電流上升率太大，則可能引起門極附近過熱，造成晶閘管損壞。因此對晶閘管的電流上升率 必須有所限制。產(chǎn)生過大的原因，一般有：晶閘管導(dǎo)通時，與晶閘管并聯(lián)的阻容保護中的電容突然向晶閘管放電；交流電源通過晶閘管向直流側(cè)保護電容充電；直流側(cè)負載突然短路等等。限制 ，除在阻容保護中選擇合適的電阻外，也可采用與限制相同的措施，即在每個橋臂上串聯(lián)一個電感。限制 和 的電感，可采用空心電抗器，要求L≥（20～30）μH；也可采用鐵心電抗器，L值可偏大些。在容量較小系統(tǒng)中，也可把接晶閘管的導(dǎo)線繞上一定圈數(shù)，或在導(dǎo)線上套上一個或幾個磁環(huán)來代替橋臂電抗器。所以，為了防止每個橋臂上串聯(lián)一個30μH的電感。3）串級調(diào)速裝置的保護串級調(diào)速裝置的保護，最主要的是對付瞬時電網(wǎng)電壓突然降低甚至停電，在瞬時停電時除了要保證逆變裝置正常外、還要在電網(wǎng)復(fù)電時保證逆變裝置的工作點和復(fù)電時電動機的轉(zhuǎn)速相匹配，也就是在復(fù)電時不產(chǎn)生過電流沖擊而導(dǎo)過電流保護動作或損壞逆變裝置的元器件。對大容量的裝置、應(yīng)考慮對電動機、逆變變壓器、濾波電抗器等的溫度保護和監(jiān)視。對有源逆變器，除對付瞬時停電外、主要應(yīng)考慮逆變器的“顛覆”。要使晶閘管逆變的最小逆變角βmin是否滿足：βmin≥μ+ γ(μ─換流重疊角，γ─晶閘管元件的反向阻斷恢復(fù)時間) 。．平波電抗器電感量的計算一，使串級挑速在最小工作電流下仍能維持電流的連續(xù)；二，減小電流脈動，把直流回路中的脈動分量在電動機轉(zhuǎn)子中造成的附加損耗控制在允許的范圍內(nèi)。一、電動機等效電感二、逆變變壓器等效電感三、按電流連續(xù)要求的電感量 （34）式中 ， 即， 四、按限制電流脈動要求的電感量（35）式中， ——最低次諧波電壓幅值；——逆變變壓器二次側(cè)相電壓有效值；——最低次諧波頻率，對于三相橋式電路；——電流脈動系數(shù)，要求=；——（三相橋式全控電路）；則，選取平波電抗器，當(dāng)Iｄ=，Iｄ=。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串級連接，其原理結(jié)構(gòu)如圖所示。在該系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制晶閘管的觸發(fā)裝置。其中轉(zhuǎn)速反饋與一個調(diào)解器構(gòu)成閉環(huán)，稱速度環(huán)，該調(diào)節(jié)器稱為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR；電流反饋與另一個調(diào)節(jié)器構(gòu)成的閉環(huán)，置于轉(zhuǎn)速換內(nèi)，稱電流環(huán)，該調(diào)節(jié)器稱為電流調(diào)節(jié)器ACR,從而形成轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖41轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速結(jié)構(gòu)圖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 GT—觸發(fā)裝置、—轉(zhuǎn)速給定電壓和轉(zhuǎn)速反饋電壓、—電流給定電壓和電流反饋電壓為獲得良好的靜態(tài)和動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩調(diào)節(jié)器一般均采用PI調(diào)節(jié)器，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所示。圖42雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)原理和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖a)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 b)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖在原理圖中標(biāo)出了轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，這而極性既要考慮到信號從反向端輸入時調(diào)節(jié)器的倒相作用，又應(yīng)該使觸發(fā)器GT的輸入得到正極性的控制電壓Uct。在靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖中，PI調(diào)節(jié)器的方框內(nèi)，其特性用階躍輸入下的輸出時間特性來表示，兩個調(diào)節(jié)器的輸出均設(shè)有限幅電路。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅（飽和）電壓決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值，其大小取決于電動機的過載能力。電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅值Uctm限制了最小控制角，從而限制了晶閘管整流裝置輸出電壓的最大值。由于轉(zhuǎn)速與電流調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)器，所以系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速和電流均為無靜差，即電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入偏差，實現(xiàn)電流無靜差；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸入偏差，實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。為使調(diào)速系統(tǒng)消除靜差，并改善系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)，在系統(tǒng)中引入PI調(diào)節(jié)器作為校正環(huán)節(jié)。由于PI調(diào)節(jié)器的積分作用，在調(diào)速系統(tǒng)停車期間，調(diào)節(jié)器會可能因輸入干擾信號的作用呈現(xiàn)較大的輸出信號而使電動機爬行，這是不允許的，因此對天簌系統(tǒng)只能夠具有積分的調(diào)節(jié)器，在沒有給出電動機啟動指令之前，必須將它的輸出鎖到零電位上，簡稱為調(diào)節(jié)器鎖零。系統(tǒng)對調(diào)節(jié)器鎖零電路有如下具體要求:（1） 系統(tǒng)處于停車狀態(tài)時，調(diào)節(jié)器必須鎖零；（2） 系統(tǒng)接到啟動指令或正常運行時，調(diào)節(jié)器鎖零立即清楚并正常工作。根據(jù)上述要求，鎖零電路只需兩個信號來控制調(diào)節(jié)器“鎖零”于“開放”兩個狀態(tài)。停車時：，調(diào)節(jié)器鎖零，無輸出信號。啟動時： ，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)運行時：，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。制動停車時：，調(diào)節(jié)器鎖零解除，并處于正常工作狀態(tài)。必須注意，對于可逆系統(tǒng)，制動且時，調(diào)節(jié)器不能鎖零，以保證調(diào)節(jié)器對其進行制動停車控制。為使鎖零器電路對不可逆和可逆系統(tǒng)都具有通用性，時，要求調(diào)節(jié)器不能鎖零。調(diào)節(jié)器鎖零可以采用場效用管來實現(xiàn)。 圖43調(diào)節(jié)器鎖零裝置當(dāng)鎖零電路使場效應(yīng)管導(dǎo)通，從而使調(diào)節(jié)器鎖零。（1）取速度給定電壓 速度反饋系數(shù)（2）取電流給定電壓 電流反饋系數(shù) （3）取電流調(diào)節(jié)器輸出電壓最大