v-m雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 19:32 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 點是只能單向?qū)щ姡ぷ鲿r不允許電流反向。由于設(shè)計只要求系統(tǒng)不可逆運行，所以采用晶閘管整流器為電機提供可控直流源。圖31所示是簡易的晶閘管電動機調(diào)速系統(tǒng)(簡稱VM系統(tǒng))原理圖。圖中VT是晶閘管可控整流器，通過調(diào)節(jié)出發(fā)裝置GT的控制電壓Uc來移動觸發(fā)脈沖的相位，即可改變平均整流電壓Ud，從而實現(xiàn)平滑調(diào)速。圖31 晶閘管電動機(VM)調(diào)速系統(tǒng)原理圖 晶閘管整流裝置中，最常用的是三相全控橋式整流電路，其原理圖如圖32所示。裝置主要包括變壓器、晶閘管整流橋、晶閘管觸發(fā)電路以及相關(guān)的保護電路。圖32 三相橋式全控整流電路 整流變壓器的計算變壓器的主要任務(wù)就是將整流電路與電網(wǎng)隔離，并把交流電壓值匹配成需要的大小。整流電路在接入電網(wǎng)時由于變壓器一次側(cè)電壓為380V，大于電動機的額定電壓，所以選用降壓變壓器。為得到零線，變壓器二次側(cè)必須接成星型，而一次側(cè)接成三角形，這樣可以避免三次諧波電流流入電網(wǎng)，減少對電源的干擾。一般記變壓器二次側(cè)電壓值為，考慮電路實際情況后的應(yīng)該比理想情況下的值大。理想情況下，變壓器一次側(cè)相電壓為＝380V，變壓器二次側(cè)線電壓為交流電壓在數(shù)值上等于輸出的負載上的直流電壓，即為直流電機的額定電壓220V，所以＝220V。變壓器二次側(cè)相電壓計算： (31)取實際二次側(cè)電壓值，則變壓器的變比： (32)因為負載為直流電動機帶電感，所以輸出電流平均值波形近似為一條直線，即平均值數(shù)值上與有效值相等，故 (33)根據(jù)三相全控橋變壓器二次側(cè)電流的有效值的計算公式： (34)可得，變壓器一次側(cè)電流有效值。根據(jù)以上算出的數(shù)值，可以直接算得變壓器初級容量、次級容量和平均計算容量S： (35) (36) (37) 晶閘管的選擇合理選擇整流晶閘管的主要參數(shù)是晶閘管的額定電壓和額定電流。選用時，額定電壓要留有一定的安全裕量，一般取額定電壓為正常工作時晶閘管所承受峰值電壓的2～3倍，即 (38)其中，為電路中晶閘管可能承受的電壓峰值，對于三相全控整流電路： (39)可得： (310)額定電流即通態(tài)平均電流，是按照正向電流造成的器件本身的通態(tài)損耗的發(fā)熱效應(yīng)來定義的。因此在使用時應(yīng)按照實際波形的電流與通態(tài)平均電流所造成的熱效應(yīng)相等，即有效值相等的原則來選取晶閘管的此項電流定額，并留有一定的裕量?！?倍。由公式： (311)式中為晶閘管的電流有效值。對三相全控整流電路，流過晶閘管電流的有效值：當， (312)當， (313)而若時，電動機額定運行則有 (314)將=220V，=170V代入上式可得，與相矛盾，可知電動機不會在觸發(fā)角時額定運行，故。此時： (315)再次代入和，可得電動機額定運行時。所以各晶閘管電流有效值： (316)綜上，整流部分選用額定電壓，額定電流的晶閘管。 平波電抗器的選擇對于直流電動機負載的可控整流電路，為了使晶閘管整流供電的直流電動機即使在最輕負載下()，也能工作在電流連續(xù)段機械特性的直線上，要求電樞回路的臨界電感量為 (317)其中，為最小負載時對應(yīng)的最小電流，一般取電動機額定電流的5％～10％，則有： (318)將其代入式(17)，可算得平波電抗器電感。 關(guān)于觸發(fā)電路隨著集成電路制作技術(shù)的提高，晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及。本設(shè)計選用TC787作為驅(qū)動電路單元。TC787觸發(fā)塊可以提供完全獨立的六路觸發(fā)脈沖，它主要適用于三相可控硅移相觸發(fā)電路和三相三極管脈寬調(diào)制電路，以構(gòu)成多種調(diào)壓調(diào)速和變流裝置，具有功耗小、功能強、輸入阻抗高、抗干擾性能好、移相范圍寬，外接元件少等優(yōu)點；而且裝調(diào)簡便，使用可靠。它總共有18只管腳，管腳排列示意圖如圖33所示。圖33 TC787管腳圖圖34 TC787內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖TC787由三路相同的部分：同步過零和極性檢測、鋸齒波形成、鋸齒波比較，經(jīng)過抗干擾鎖定、脈沖形成等電路形成三相觸發(fā)調(diào)制脈沖或方波，由脈沖分配電路實現(xiàn)全控、半控的工作方式，再由驅(qū)動電路完成輸出驅(qū)動。 保護電路的設(shè)計 晶閘管的過流保護電力電子電路運行不正?；蛘甙l(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流。過電流分為過載和短路兩種情況。一般電力電子裝置均同時采用幾種過電流保護措施，以提高保護的可靠性和合理性。通常，電子電路作為第一保護措施，快速熔斷器僅作為短路時的部分區(qū)段的保護，過電流繼電器整定在過載是動作。采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效應(yīng)、應(yīng)用最廣泛的一種過電流保護措施。本設(shè)計采用快速熔斷器來實現(xiàn)晶閘管過電流保護。
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