轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電拖課設(shè)(編輯修改稿)
2025-07-27 09:46 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 快速性，并且會(huì)造成di/dt加大。因此，一般不采用阻容保護(hù)，而只用壓敏電阻作過(guò)電壓保護(hù)。(～2)=(～) 230=414～506V 選MY31500/5型壓敏電阻，允許偏差+10％。（500V）。（3）晶閘管及整流二極管兩端的過(guò)電壓保護(hù)抑制晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護(hù)電路方法。如圖31中的1R4~1R1C4~1C9。阻容保護(hù)的數(shù)值一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定，見(jiàn)表32 表32 阻容保護(hù)的數(shù)值一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選定晶閘管額定電流/μA1020501002005001000電容/μF12電阻/Ω1008040201052抑制晶閘管關(guān)斷過(guò)電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護(hù)電路方法。～。由于 由上表得C=，R=10Ω，電容耐壓≥==125=, 耐壓為500V。=50= 選R為80Ω，1W的普通金屬膜電阻器。 過(guò)電流保護(hù)本系統(tǒng)采用電流截止反饋環(huán)節(jié)作限流保護(hù)外，還設(shè)有與元件串聯(lián)的快速熔斷器作過(guò)載與短路保護(hù)。快速熔斷器的斷流時(shí)間短，保護(hù)性能較好，是目前應(yīng)用最普遍的保護(hù)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)。 如圖31中的FU1FU7。 （1）交流側(cè)熔斷器的選擇在交流則設(shè)有熔斷器FU1，對(duì)整流變壓器及后面的電路進(jìn)行短路與過(guò)載保護(hù)，整流變壓器一次側(cè)的電流有效值為=。故可選取RW0680低壓熔斷器，熔體的額定電流選為80A（2）晶閘管串連的快速熔斷器的選擇接有電抗器的三相全控橋電路，通過(guò)晶閘管的有效值= A選取RLS150快速熔斷器，熔體額定電流150A。（3）過(guò)電流繼電器的選擇因?yàn)樨?fù)載電流為209A，所以可選用吸引線圈電流為30A的JL1411ZS型手動(dòng)復(fù)位直流過(guò)電流繼電器，209=≈260A。 缺相與無(wú)勵(lì)磁或弱磁保護(hù)在發(fā)生缺相故障時(shí)，會(huì)使輸出電壓降低，電流和電壓波動(dòng)增大，使電機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)加大，增大了對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖激，有必要設(shè)置缺相保護(hù)電路。對(duì)于他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)必須先加勵(lì)磁電源，然后才能加電樞電壓，以及在弱磁時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，因而應(yīng)設(shè)置無(wú)勵(lì)磁或弱磁保護(hù)。（1）缺相保護(hù) 缺相保護(hù)采用帶缺相保護(hù)功能的熱繼電器實(shí)現(xiàn)，如圖31中的FR。熱繼電器FR既作缺相保護(hù)，也可作過(guò)載保護(hù)。當(dāng)發(fā)生缺相故障或負(fù)載過(guò)載時(shí)，熱繼電器FR動(dòng)作，其常閉觸頭斷開(kāi)，KM線圈失電，KM的主觸頭斷開(kāi)整流電路的電源，從而實(shí)現(xiàn)缺相和過(guò)載保護(hù)。整流變壓器二次側(cè)的電流有效值為=170A.，可選用JR60，熱元件選用4U，整定電流為180A。（2）無(wú)勵(lì)磁或弱磁保護(hù) 無(wú)勵(lì)磁或弱磁保護(hù)采用欠電流繼電器實(shí)現(xiàn)，如圖31中的KA2。當(dāng)發(fā)生無(wú)勵(lì)磁或弱磁（勵(lì)磁電流沒(méi)達(dá)到最小允許值）時(shí)，KA2的常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，接觸器KM失電，其主觸頭切斷全控整流器的電源，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)勵(lì)磁或弱磁保護(hù)。，可選用JT18型欠電流繼電器。 平波電抗器的計(jì)算為了使直流負(fù)載得到平滑的直流電流，通常在整流輸出電路中串入帶有氣隙的鐵心電抗器，稱(chēng)平波電抗器。其主要參數(shù)有流過(guò)電抗器的電流一般是已知的，因此電抗器參數(shù)計(jì)算主要是電感量的計(jì)算。（1）算出電流連續(xù)的臨界電感量可用下式計(jì)算，單位mH。 （315）式中 －與整流電路形式有關(guān)的系數(shù)，可由表查得；－最小負(fù)載電流，常取電動(dòng)機(jī)額定電流的5％～10％計(jì)算。根據(jù)本電路形式查得=所以 == （2）限制輸出電流脈動(dòng)的臨界電感量L2由于晶閘管整流裝置的輸出電壓是脈動(dòng)的，因此輸出電流波形也是脈動(dòng)的。該脈動(dòng)電流可以看成一個(gè)恒定直流分量和一個(gè)交流分量組成。通常負(fù)載需要的只是直流分量，對(duì)電動(dòng)機(jī)負(fù)載來(lái)說(shuō)，過(guò)大的交流分量會(huì)使電動(dòng)機(jī)換向惡化和鐵耗增加，引起過(guò)熱。因此，應(yīng)在直流側(cè)串入平波電抗器，用來(lái)限制輸出電流的脈動(dòng)量。平波電抗器的臨界電感量（單位為mH）可用下式計(jì)算 （315）式中－系數(shù)，與整流電路形式有關(guān)，－電流最大允許脈動(dòng)系數(shù)，通常三相電路≤（5～10）％。根據(jù)本電路形式查得=,所以 == （3）電動(dòng)機(jī)電感量和變壓器漏電感量電動(dòng)機(jī)電感量（單位為mH）可按下式計(jì)算 （316）式中 、n—直流電動(dòng)機(jī)電壓、電流和轉(zhuǎn)速，常用額定值代入；p—電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)；—計(jì)算系數(shù)。一般無(wú)補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取8～12，快速無(wú)補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取6～8，有補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)取5～6。本設(shè)計(jì)中取==230V、=、n=1450r/min、p=1= mH = 變壓器漏電感量（單位為mH）可按下式計(jì)算 （317）式中—計(jì)算系數(shù)，查表可得 —變壓器的短路比，一般取5～10。本設(shè)計(jì)中取=、=6所以= mH = （4）實(shí)際串入平波電抗器的電感量考慮輸出電流連續(xù)時(shí)的實(shí)際電感量： mH （318）（5) 電樞回路總電感:=＋＋2 mH = 勵(lì)磁電路元件的選擇整流二極管耐壓與主電路晶閘管相同，故取700V。對(duì)于三相不可控橋式整流電路 K=，=(～2)K=(～2)=～ 圖3—2主電路圖電路可選用ZP型3A、700V的二極管。在圖中，RW1和RW2是用來(lái)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的，可選擇50Ω，10W的可調(diào)電阻。4 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì) 觸發(fā)電路的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，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。典型應(yīng)用電路如圖41所示。選用集成六脈沖觸發(fā)器電路模塊，其電路如電氣原理總圖所示。從產(chǎn)品目錄中查得晶閘管的觸發(fā)電流為＜250mA,觸發(fā)電壓。由已知條件可以計(jì)算出： V=因?yàn)?，3V，所以觸發(fā)變壓器的匝數(shù)比為取3:1。設(shè)觸發(fā)電路的觸發(fā)電流為250mA，則脈沖變壓器的一次側(cè)電流只需大于250/3=。這里選用3DG12B作為脈沖功率放大管。觸發(fā)電路需要三個(gè)互差120176。，且與主電路三個(gè)電壓U、V、W同相的同步電壓，故要設(shè)計(jì)一個(gè)三相同步變壓器。這里用三個(gè)單相變壓器接成三相變壓器組來(lái)代替，并聯(lián)成DY0型。同步電壓二次側(cè)取30V，一次側(cè)直接與電網(wǎng)連接，電壓為380V,變壓比為380/30=。圖41 觸發(fā)器電路原理圖目錄中查得KP100晶閘管的觸發(fā)電流為為10~250mA,觸發(fā)電壓。在觸發(fā)電路直流電源電壓為15V時(shí)，脈沖變壓器匝數(shù)比為2﹕1，可獲得6V左右的電壓，脈沖變壓器一次電流只要大于75mA，即可滿(mǎn)足晶閘管要求，這里選用3DG12B作為脈沖功率放大管，其極限參數(shù)，完全能滿(mǎn)足要求。 同步變壓器設(shè)計(jì)如圖41所示的六路雙脈沖觸發(fā)電路需要三個(gè)互差120176。，且與主電路三個(gè)相電壓、同相的三個(gè)同步電壓，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)三相同步變壓器，但考慮到同步變壓器功率很小，一般每相不超過(guò)1W，這樣小的三相變壓器很難買(mǎi)到，故可用三個(gè)單相變壓器組來(lái)代替，并聯(lián)成DY0，即可獲得與主電路二次側(cè)相電壓同相的三個(gè)電壓、。按電路要求，同步電壓取30V，因一次側(cè)直接與電網(wǎng)相接，每相繞組電壓為380V，考慮制造方便，功率的裕量留大一些，最后確定單相變壓器參數(shù)為：容量為3VA，電壓為380V/30V，數(shù)量為3只，同步變壓器的聯(lián)結(jié)如圖42所示。圖42 同步變壓器聯(lián)接圖42 同步變壓器聯(lián)接 控制電路的直流電源這里選用集成穩(wěn)壓電路CM7815和CM7915，如圖43所示。 圖43 177。15V直流穩(wěn)壓電源原理圖圖43 177。15V直流穩(wěn)壓電源原理圖5 雙
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