【文章內(nèi)容簡介】 疊現(xiàn)象比一般整流電路嚴重，從而在負載較大時會引起整流器件的強迫延遲換相現(xiàn)象。 14 1．轉(zhuǎn)子整流電路：（如圖 ） 2. 電路分析： 假設(shè)條件： （ 1）整流器件具有理想的整流特性，管壓降及漏電流均可忽略； （ 2）轉(zhuǎn)子直流回路中平波電抗器的電感為無窮大，直流電 流波形平直； （ 3）忽略電動機勵磁阻抗的影響。 換相重疊現(xiàn)象： 設(shè)電動機在某一轉(zhuǎn)差率下穩(wěn)定運行，轉(zhuǎn)子三相的感應(yīng)電動勢為 raE 、 rbE 、 rcE 。當(dāng)各整流器件依次導(dǎo)通時，必有器件間的換相過程，這時處于換相中的兩相電動勢同時起作用，產(chǎn)生換相重疊壓降，如圖 所示。 根據(jù)《電力電子技術(shù)》中介紹的理論， 換相重疊角 為 : 0022a r c c os 1 a r c c os 166D d D dsX I X IsE E?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? () 15 其中 : 0DX : 1s? 時折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的電動機定子和轉(zhuǎn)子每相漏抗。 由式 可知，換相重疊角隨著整流電流 dI 的增大而增加。 當(dāng) dI 較小， ? 在 000 60 之間時，整流電路中各整流器件都在對應(yīng)相電壓波形的自然換相點處換流，整流波形正常。 當(dāng)電流 dI 增大到 ? 角大于 060 時，器件在自然換相點處未能結(jié)束換流，從而迫使本該在自然換相點換流的器件推遲換流，出現(xiàn)了 強迫延遲換相現(xiàn)象 ，所延遲的角度稱作 強迫延時換相角 p? 。 由此可見，串級調(diào)速時的異步電動機轉(zhuǎn) 子整流電路有兩種正常工作狀態(tài)。 轉(zhuǎn)子整流電路的工作狀態(tài) （ 1）第一種工作狀態(tài)的特征是 : 000 60??? , 0p?? () 此時，轉(zhuǎn)子整流電路處于正常的不可控整流工作狀態(tài)，可稱之為第一工作區(qū)。 （ 2）第二種工作狀態(tài)的特征是 : 060?? ， 000 30p??? () 這時，由于強迫延遲換相的作用，使得整流電路好似處于可控的整流工作狀態(tài)，p? 角相當(dāng)于整流器件的控制角，這一狀態(tài)稱作第二工作區(qū)。 （ 3）當(dāng) 030p? ? 時，整流電路中會出現(xiàn) 4 個器件同時導(dǎo)通，形成共陽極組和共陰極組器件雙換流的重疊現(xiàn)象，此后 p? 保持為 030 ，而 ? 角繼續(xù)增大，整流電路處于第三種工作狀態(tài)，這是一種非正常的故障狀態(tài)。 16 圖 轉(zhuǎn)子整流電路 17 第三 章 串級調(diào)速系統(tǒng)主回路主要參數(shù) 計算 與選擇 異步電動機容量的選擇 考慮到異步電動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩的降低，功率因數(shù)的降低和轉(zhuǎn)子損耗增 大等因素，不論對于新設(shè)計的或是改造的都應(yīng)對異步電動機的容量進行重新選擇的計算，串級調(diào)速異步電動機的容量 P 計算如下： Di PKP ?? () iK ：串級調(diào)速系數(shù)，一般取 左右。對于在長期低速運行的串級調(diào) 速系統(tǒng)，應(yīng)該取大一點。 DP ：按照常規(guī)運算方式計算的電動機容量。 DPP? 該電機定額為連續(xù)定額 1S ，基本防護等級為 23IP ，基本冷卻 方法 為 1ICO ，基本結(jié)構(gòu)和安裝方式為 3IBM 表 電機型號 MDXMA10022 額定功率 額定電流 轉(zhuǎn)子電壓 /電流 1045V / 627A 最高 /低 轉(zhuǎn)速 1425/690r/min 效率 77% 功率因數(shù) 控制裝置型號 JC4800A/800V 轉(zhuǎn)子整流器的參數(shù)計算與元件選擇 18 （ 1）最大轉(zhuǎn)差率 : Dn nnS 111 m i n1m a x ???? () 式中： 1n ：電動機的同步轉(zhuǎn)速，近似等于電動機的額定轉(zhuǎn)速。 minn ：串級調(diào)速系統(tǒng)的最低工作轉(zhuǎn)速 m i n1m i nm a x nnnnD ?? () 轉(zhuǎn)差率 : s = ( 1 5 0 0 1 4 2 5 ) /1 5 0 0 = 0 .0 5 () 最大轉(zhuǎn)差率 : m a xs = ( 1 4 8 4 6 9 0 ) / 1 4 8 4 = 0 . 5 3 5 () 調(diào)速范圍 : m a x m i nD = n / n = 1 4 2 5 / 6 9 0 = 2 . 0 7 () （ 2）轉(zhuǎn)子整流器的最大輸出電壓 : 2 m a x 2 0 13 (1 )UVU K E D= () 式中： 20E ：轉(zhuǎn)子開路相電勢 UVK ：整流電壓計算系數(shù)，見表 1： 19 表 :變流器主電量計 算系數(shù) 符號 LTK CTK CVK IVK ILK STK LK K 三相帶中線 三相橋 雙三相橋串聯(lián) 雙三相橋并聯(lián) 2 2 2 2 1 2 4 1 ~ ~ d m a xU = 1 . 3 5 1 0 4 5 ( 1 1 / 2 . 1 5 ) = 7 5 5 V?? () （ 3）最大直流整流電流 : 2m a x 1 .1 1 .1Nd M M d rIVIIIKll== () 式中： Ml ：電動機的電流過載倍數(shù)，近似等于轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù) 2, 2NI ：轉(zhuǎn)子線電流額定值 , IVK ：整流電壓計算系數(shù)，見 表 drI ：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值 2 /dr N VII I K= , 考慮到轉(zhuǎn)子電流畸變等因素的 影響 而引如的系 則 : d m a xI = 1 . 1 2 6 2 7 / 0 . 8 1 3 = 1 6 9 7 A?? () (4) 整流二極管的選擇 : 設(shè)每個橋臂上 串聯(lián)的整流二極管數(shù)目為 3N= ，則每個二極管的反向重復(fù)峰值KRMU 為 20 NKDEKUAVnUTK R M?????? ??113)3~2(2 () 式中： UTK ： 電壓計算系數(shù)， 見 表 ， 2nE ：轉(zhuǎn)子開路相電勢 ， AVK ：均壓系數(shù)，一般取 ,對于元件不 需 要串聯(lián)時取 1。 由上式可見，整流二極管所承受的最高電壓與最低電壓與系統(tǒng)的調(diào)速范圍 D有關(guān)，調(diào)速范圍越高，元件承受的電壓越高 ， 則： K R MU 1 . 5 1 . 3 5 1 0 4 5 ( 1 1 / 2 . 1 5 ) / ( 0 . 9 3 ) = 4 1 9 V? ? ? ? ? () b. 整流二極管電流的選擇 在大容量串級調(diào)速系統(tǒng)中，需要將幾個整流二極管并聯(lián)使用。設(shè)并聯(lián)支路數(shù)為pN= 3 則每個整流二極管的電流計算如下： pACdITF NK IKI m a x)2~(? () 式中： ITK ：電流計算系數(shù)，見 表 , maxdI ：轉(zhuǎn)子整流器最大直流整流電流 , ACK ：均流系數(shù)。其值可取 ~ 。對于元件不并聯(lián)的情況下取 1 （ 5）逆變 器 的參數(shù)計算與元件選擇 對于不同的異步電動機轉(zhuǎn)子額定電壓和不同的調(diào)速范圍、要求有不同的逆變 21 變壓器二次側(cè)電壓與 3 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)線電壓： 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： m a x2 m inco sdT UVUU K b= () 式中： 2TU ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 , maxdU ：轉(zhuǎn)子整流器最大輸出直流電壓 , UVK ： 整流電壓計算系數(shù)。見上表 , minb ：最小逆變角，一般取 30o （ 2）逆變變壓器二次側(cè)線電流： 2T IV dNI K I= () 式中： 2TI ：逆變變壓器二次側(cè)線電流 IVK ：整流電流計算系數(shù)。見上表 dNI ：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值 （ 3）逆變變壓器一次側(cè)線電流： 1 dNT IL TIIKK= () 式中： 1TI ：逆變變壓器一次側(cè)線電流 ILK ：變壓器一次側(cè)線電流計算系數(shù)。見上表 22 TK ： 逆變變壓器的變比 (4) 逆變變壓器等值容量： 2T S T IV T dNS K K U I= () 式中： STK ：變壓器等值容量計算系數(shù)，見上表 . （ 1）晶閘管額定電壓的選擇 在大容量晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)中，單個晶閘管的額定電壓不能滿足要求，需要幾個晶閘管串聯(lián)使用。設(shè)每個串聯(lián)橋臂上晶閘管的數(shù)目為 N ，則每個晶閘管反向重復(fù)電壓由下式確定： AAVTUTR R M NK UKU 2)3~2(? () 式中： UTK ：電壓計算系數(shù)，如上表 , AVK ：均 壓系數(shù)，其值可取 ~ 。對于元件不需串聯(lián)的情況下取 1, 2TU ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 . （ 2）晶閘管額定電流的選擇 設(shè)每個橋臂并聯(lián)元件支路數(shù)為 PN ，則每個晶閘管的額定電流為 : pACdITF NK IKI m a x)2~(? () 式中： ITK ：電流計算系數(shù)，見上表 , maxdI ：轉(zhuǎn)子整流器最大直流整流電流 , 23 ACK ：均流系數(shù)。其值可取 ~ 。對于元件不并聯(lián)的情況下取 1. (6)平波電抗器電感量的計算 轉(zhuǎn)子直流回路平波電抗器的作用是： ； ，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)。 平波電抗器的電感 量計算如下： : 3mi n211 103 ??dTUVI UKdL ? rLML LKLK 39。39。39。 ? () 式中： δ1 ： 正比與直流電壓中的交流分量的電感計算系數(shù)，從下圖中查 , T2U ：逆變變壓器二次側(cè)線電壓 , UVK ：系數(shù)，見上表 , dminI ：直流回路最小工作電流 （ A） , ML ： 異步電動機折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的每相電感量 , TL ： 逆變變壓器折算到二次側(cè)的每相電感量 . b. 限制電流脈動的電感量 : 24 39。 39。39。22 U V TP L M L TdNKUL K K L K LIs= ()