雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)畢業(yè)論文說明書(編輯修改稿)
2025-07-25 13:06 本頁面
【文章內容簡介】 調速系統(tǒng)的方案選擇因調速精度要求較高，故選用轉速負反饋調速系統(tǒng)。并設有電流反饋，以提高電機的動態(tài)快速性以及進行限流保護。調速系統(tǒng)的結構框圖如圖21所示。與電動機同軸安裝一臺測速發(fā)電機TG，從而引出與被調量轉速成正比的負反饋電壓，與給定電壓相比較后，得到轉速偏差電壓，經轉速調節(jié)器放大后，作為電流調節(jié)器的給定，與電流反饋信號相減后得到電流偏差，經電流調節(jié)器放大后，去控制觸發(fā)器的導通角，從而改變輸出電壓，達到變壓調速的目的。 主電路的選擇一般說來，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電壓的用電設計直接用380V電網(wǎng)供電，而不需要另設整流變壓器。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。 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。3主電路設計與計算 主電路的設計由于電機的容量較大，又要求電流的脈動小，故選用三相全控橋式整流電路供電。如圖31所示。在圖31中，SB1 為停止按扭，SB2為啟動按扭。主電路的工作過程為：先合上開關QS1，接通三相電源，經整流變壓器變壓后，一路經整流二極管VD1~VD6組成的三相不可控橋式整流電路轉換成直流電，作為直流電機的勵磁電源。當勵磁電流達到最小允許值后，過電流繼電器吸合，此時按下啟動按扭SB2，接觸器KM得電吸合，其主觸頭閉合，從整流變壓器輸出的三相電壓經熱繼電器后加到由晶閘管VT1~VT6組成的三相全控整流電路上，在觸發(fā)電路的控制下得到可調的電壓，從而調節(jié)電機的轉速。U2是一個重要的參數(shù)，選擇過低就會無法保證輸出額定電壓。選擇過大又會造成延遲角α加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成本。一般可按下式計算，即： （31）式中:A—理想情況下，α=0176。時整流電壓Ud0與二次電壓U2之比，即A=Ud0/U2；B—延遲角為α時輸出電壓Ud與Ud0之比，即B=Ud/Ud0；ε—電網(wǎng)波動系數(shù)，通常取ε=；1～——考慮各種因數(shù)的安全系數(shù)；對于三相全控整流電路 A=；取ε=；α角考慮10176。裕量，則 B=cosα=，由式（31）可得，取=120V。電壓比 K=U1/U2=380/120=。 一次、二次相電流II2的計算整流變壓器一次、二次相電流與負載電流之比分別為： KI1=I1/Id （32）KI2=I2/Id （33） 考慮變壓器的勵磁電流時，即： （34）對于三相全控整流電路 KI1=, KI2=，由式（33）、（34）可得： S1=m1U1I； （35） S2=m2U2I2； （36） S=(S1+S2)； （37）式中mm2 一次側與二次側繞組的相數(shù)；對于三相全控撟式整流電路m1=3，m2=3，則有：S1=m1U1I1=3380= kVAS2=m2U2I2=3120= kVA S=(S1+S2)= (+）= kVA 取S= 晶閘管實際承受的最大峰值電壓，并考慮（2～3）倍的安全裕量，參照標準晶閘管電壓等級，即可確定晶閘管的額定電壓，即=（2～3）在三相全控橋式整流電路，每個晶閘管所承受的最大峰值電壓為，則 （38）這里取選擇晶閘管額定電流的原則是必須使管子允許通過的額定電流有效值大于實際流過管子電流最大有效值，即:= 或 ==K （39）考慮到（～2）倍的裕量 =（～2）K （310）式中K=/（）——電流計算系數(shù)。對于三相全控整流電路K=，～2倍的裕量 取。故選晶閘管的型號為KP160晶閘管元件。 主電路的保護設計與計算在實際的運行過程中，會受各種各樣因素的引響，使電壓或電流超出系統(tǒng)允許的范圍，如電網(wǎng)電壓波動導致的過電壓，過載或堵轉引起的過電流等等，這時很容易損壞系統(tǒng)，因而需要設置相應的保護電路。 過電壓保護以過電壓保護的部位劃分，可分為交流側過電壓保護、直流側過電壓保護和器件兩端過電壓保護三種。（1）交流側過電壓保護①Error! No bookmark name given. 阻容保護 即在變壓器二次側并聯(lián)電阻R和電容C進行保護，如圖31中的1R1—1R3和1C11C3。對于單相電路 電容C的耐壓 （311） （312） 電阻功率：
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