【文章內(nèi)容簡介】 TTd I Tdd dnIXmHfXmHfUL K L LImHI I AK????? ?? ? ??? ?? ? ??? ? ?? ? ??? ? ? ??MT電 動 機(jī) 等 效 電 感 ：L逆 變 變 壓 器 等 效 電 感 ：L按 電 流 連 續(xù) 要 求 的 電 感 量 ：（ 三 相 橋 式 全 控 電 路 ） 主電路保護(hù) 過電流保護(hù) ，可以在發(fā)生過流故障時(shí)去動作，去跳開串調(diào)開關(guān) Q，使串級調(diào)速系統(tǒng)退出運(yùn)行，由于過流繼電器的動作和自動開關(guān) Q 的跳閘有一定的滯后時(shí)間，故只在短路電流不大的 情況下才能起到保護(hù)晶閘管和整流管的作用。 ，快速熔斷器是防止晶閘管和整流管過流損壞的最后一種措施，也是變流器中最主要最廣泛應(yīng)用的過流保護(hù)措施?？焖偃蹟嗥骺蓭в休o助接點(diǎn)，快熔熔斷時(shí)，輔助接點(diǎn)接通指示燈，發(fā)出燈光報(bào)警信號。快速熔斷器的斷流時(shí)間在 10ms 以內(nèi)。快速熔斷器最常見的是與元件串聯(lián)接法， 見 圖 21?？焖偃蹟嗥鞯倪x擇計(jì)算：按圖 21 連接方式與元件串聯(lián)時(shí)，有 (1 .2 5 ~ 1 .5 0 ) ( )R D FI I A? 式中： RDI — 熔體電流有效值 FI — 元件額定電流 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 14 根據(jù)上式可算出所需快速熔斷器電流有效值： (1 . 2 5 ~ 1 . 5 0 ) 7 5 0 9 3 7 ~ 1 1 2 5 ( )RDIA? ? ? 取熔體電流有效值為 1050A 的快速熔斷器。 圖 31 用快速熔斷器保護(hù)晶閘管 過電壓保護(hù) 1. 用 RC阻容保護(hù)進(jìn)行抑制，可將瞬態(tài)過電壓限制到工作峰值電 壓的 。RC 阻容保護(hù)可置于變壓器閥側(cè)或網(wǎng)側(cè)，電路接線見下圖 圖 32 阻容保護(hù) 電路 阻容保護(hù)參數(shù)可 估算得到： 0224091 0 0 0 ( ) 1 0 0 0 4 05 0 2 0 4TICFfU ?? ? ? ?? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 2022040 .3 0 .3 0 .1 5409TUR I? ? ? ? ? 2. 串入壓敏電阻。金屬氧化物壓敏電阻是用氧化鋅、氧化鉛等饒結(jié)制成的非線性電阻元件，是一種新型的過電壓保護(hù)元件。它具有正反向相同的、很陡的伏安特性，正常時(shí)，漏電流很小 (微安級 )，故損耗小，遇到過電壓時(shí)可通過高達(dá) 數(shù)千安的放電電流 YI ，因此，抑制過電壓能力強(qiáng)。此外，它對過電壓反應(yīng)快，而本身體積又小，故它是一種較好的過電壓保護(hù)元件，可以用來取代硒堆保護(hù)。壓敏電阻的主要缺點(diǎn)是持續(xù)的平均功率太小，如果正常的工作電壓超過了它的額定電壓，在很短時(shí)間內(nèi)就會燒壞。壓敏電阻接于三相時(shí)，可以為 ? 形，也可以為 Y形。 壓敏電阻的特性參數(shù)有：漏電流為 lmA時(shí)的額定電壓值 1mAU ；故 電流達(dá)到規(guī)定值 YI時(shí)的電壓 YU ，其數(shù)值由殘壓比 1/Y mAUU所確定：允許的通流容量 ， 即在規(guī)定波形不允許通過的浪涌峰值電流．參數(shù) 1mAU 的下限值決定于施加在壓敏電阻端子上的最高向效電壓，即當(dāng)電網(wǎng)電壓的波動達(dá)最高容許值而參數(shù) 1mAU 下降到 10％時(shí)，流過壓敏電阻的漏電流應(yīng)保持在 lmA以下 。當(dāng)壓敏電阻 做 ? 形連接時(shí)： 1 112 2 1. 1 20 4 35 20. 9 0. 9m A bU U K V? ? ? ? ? ? ? 式中 bK — 電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，一般取 U — 壓敏電阻連接端子之間的額定電壓有效值。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 第四 章 控制電路設(shè)計(jì)與系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算 控制電路組成 從機(jī)械特性可知，由 于轉(zhuǎn)子整流 器的換相壓降及直流回路 電阻壓降的影響，串級調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性比電動機(jī)正常接線時(shí)要軟，調(diào)速范圍受到了限制，對于風(fēng)機(jī)及泵類負(fù)載變化不大的生產(chǎn)機(jī)械，由于調(diào)速范圍不寬，對于調(diào)速的精度要求也不高，一般 采用開環(huán)控制即可滿足要求。但是對于調(diào)速精度要求和加速特性要求較高，負(fù)載波動較大而 要求機(jī)械特性較硬的生產(chǎn)機(jī)械，如軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)等，則應(yīng)采用與晶閘管支流調(diào)速系統(tǒng)相似的雙閉環(huán)控制的串級調(diào)速系統(tǒng)。 圖 41 串級調(diào)速原理圖 圖 41所示，是具有速度外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)串級調(diào)速控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的組成與雙閉環(huán)晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)相似。圖中速 度調(diào)節(jié)器，電流調(diào)節(jié)器均采用 PI調(diào)節(jié)器。電流反饋信號 UFI 從電流互感器 TA 取出，速度反饋信號 UFN自測速發(fā)電機(jī) TG取出。電流 調(diào)節(jié)器輸出電壓 UK 為零時(shí)，應(yīng)整定觸發(fā)脈沖使 ? 為最小值，為防止逆變器逆變顛覆，一般取 min 30? ? 。隨著電流調(diào)節(jié)器輸出電壓的增加， ?角 向 90 方向變化。速度調(diào)節(jié)器用來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，電流調(diào)節(jié)器用以控制主回路電流。由于它們只控制一個(gè)物理量，所以被控制的參數(shù)很 容易調(diào)整。這兩個(gè)調(diào)節(jié)器互相聯(lián)系、互相制約 使 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 系統(tǒng)對于電流、速度都是無差的。利用電流負(fù)反饋的作用與速度調(diào)節(jié)器輸出限幅環(huán)節(jié)的作用，使系統(tǒng)在升速過程中能實(shí)現(xiàn)恒流升速，具有較好的加速特性。在電網(wǎng)電壓波動時(shí)，電流環(huán)能及時(shí)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子電流，以保持所需的電磁轉(zhuǎn)距。由于低同步晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)本身不能產(chǎn)生電氣制動，故減速只能靠負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩的作用來降速 。 控制系統(tǒng)的 參數(shù)計(jì)算 推導(dǎo) 電流環(huán)的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算推導(dǎo) 由于電流環(huán)的時(shí)間常數(shù)很小，且反應(yīng)迅速，而與轉(zhuǎn)速成正比的轉(zhuǎn)差電勢卻變化緩慢，所以可忽略轉(zhuǎn)差電勢的影響，經(jīng)過 簡化后，按典型Ⅰ型系統(tǒng)校正，令 i LnT?? 則電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 42所示：則有 i fi VT T T? ?? 電流環(huán)開環(huán)放大倍數(shù)： /I i V Ln fi iK K K K K ?? 又因 12iIKT?? 得電流調(diào)節(jié)器參 數(shù)： 2 ini V Ln fiTK K K T K?? 0iR KRi ? i i iCR?? 0 0 04iiC T R? 式中： VK 、 VT — 晶閘管逆變器的靜態(tài)放大倍數(shù)和動態(tài)滯后時(shí)間常數(shù)； fiT — 電流反饋回路濾波時(shí)間常數(shù)， 0fiTT? ； fiK — 電流反饋回路的電流放大系數(shù)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 圖 42 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 速度環(huán)的設(shè)計(jì)及其參數(shù)計(jì)算推導(dǎo) 電流環(huán)按典型 Ⅰ型系統(tǒng)校正后，閉環(huán)傳遞函數(shù)為： 121fiiKTs? ?，則速度環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 43所示，為使系統(tǒng)具有較好的抗擾動性能和跟隨性能，轉(zhuǎn)速環(huán)一般按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 令nn hT? ??，當(dāng) h=5 時(shí)系統(tǒng)的抗擾動性能和跟隨性最優(yōu)，則速度環(huán)的開環(huán)放大倍數(shù) ： 2212NnhK hT??? 2n fn iT T T???? 得速度調(diào)節(jié)器的參數(shù)： 212n J fi J finfn fnT K T KhK K h K? ??? 式中： fnT — 速度反饋回路濾波時(shí)間常數(shù)， 0fn nTT? ； fnK — 速度反饋系數(shù)。 + gifiUK fiU dIdI ( 1)IiKsT s? ?( 1)IiKs T s? ? 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 圖 43 速度環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)參數(shù)計(jì)算 取 速度給定電壓 10gnUV? 速度反饋系數(shù) m a x m i n10 0 . 0 85 8 2 4 5 8gnfn UK nn? ? ??? 取電流給定電壓 10giUV? 電流反饋系數(shù) 10 0 .0 19 6 9 .4 6 2gifi dmUK I? ? ? 取電流調(diào)節(jié)器輸出電壓最大值 5kmUV? 晶閘管電壓放大倍數(shù) 2 m inc os 20 4. 53 0. 86 6 35 .4 2 355TnV kmUK U ? ?? ? ? ? 晶閘管逆變器的滯后時(shí)間常數(shù) 0 .0 0 1 7( ) 1 .7( )VT s m s?? 低速時(shí)靜差率要求的速度降 m i n 0 . 0 1 7 4 5 8 7 . 7 8 6nn S n? ? ? ? ? 由于采用了抑制零點(diǎn)漂移的 PI 調(diào)節(jié)器， 故穩(wěn)態(tài)時(shí)的速度降 必須滿足 : 39。 fi dnn fnK InKK ?? 則 39。 0 .0 1 5 3 8 .5 9 8 .6 50 .0 8 7 .7 8 6fi dnn fn nKIK K ?? ? ??? + dI fnU + 、+ gnfnUK LI n ( 1)nnnKss?? ?( 1)nnnKss?? ? 121fiiKTs? ?121fiiKTs? ? 1JTs1JTs 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本 科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 因?yàn)? 39。 0nnR KR? 取 0 10RK?? 則 39。 0 86 ( )nnR K R K? ? ? 若取 39。39。10 , 10 0nnK R K? ? ? 電流環(huán) 39。 39。 39。1 0 , 1 0 0i n iK K R K? ? ? ? 故 39。 0 .0 1 5 3 8 0 5 9 6 .6 m in1 0 0 .0 8fi dnn fnKInnKK ?? ? ? ?? 靜差率 m in 14 17nn nS n?? ? ? 雙閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)計(jì)算 由前述分析可知 ， LnK 與 LnT 均為轉(zhuǎn)差率 S的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常數(shù)系統(tǒng)，但當(dāng) maxSS? 時(shí)值 Ln LnKT與 可按定常系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)具有良好 的性能 。 （ 1）電流環(huán)參數(shù)計(jì)算 ： 由 R? 公式中，將 maxSS? 代入可以推得： 39。1 m a x 21( 1 .7 3 ) 1 .7 322133( 1 .7 3 0 .0 1 5 0 .2 6 6 ) 0 .2 4 1 .7 3 0 .0 1 8 0 .0 0 3 0 .0 1 0 . 0138 .6 8LnM M T d TKmmr X S r r r X?????? 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