【導(dǎo)讀】來(lái)加工較小工件?；韼е俚?，作直線住復(fù)運(yùn)動(dòng)的刨床，因滑枕前端的刀架形似牛頭。的啟動(dòng)和制動(dòng)，這就需要電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有四象限運(yùn)行的特性，即需要可逆的調(diào)速系統(tǒng)。即采用兩組晶閘管整流裝置反向并。但是，如果兩組裝置的整流電壓同時(shí)出現(xiàn)，便會(huì)產(chǎn)生不。負(fù)擔(dān)，甚至導(dǎo)致晶閘管損壞。需采用α=β控制消除環(huán)流使整流裝置處于整流狀態(tài)。

　　

【正文】 型系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)同時(shí)也能滿足動(dòng)態(tài)抗擾性能好的要求 [11]。 由此可見(jiàn)， ASR 也應(yīng)該采用 PI 調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為 ： ????????(??) = ????(??????+1)?????? ???? — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)； ???? — 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的超前時(shí)間常數(shù)。 這樣，調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞環(huán)數(shù)為 ： ????(??) = ????(?????? +1)???????????????????????(??∑????+ 1) =????????(??????+ 1)????????????????2(??∑????+ 1 校正后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 如圖 35 所示。 圖 35 校正后的典型 II 型系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)的選擇 已知 ??????∑?? = ，則 1 ∕???? = 2T∑??＝ 2＝ 轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) T????，取 ?????? = ?? 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù) ??∑??,取 ??∑?? = 1/???? +?????? = ?? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的參數(shù)包括 ????和 ????。 ???? = ???∑?? 按跟隨和抗擾性能都較好原則，取 ? = 5 得 ???? = ?? 開(kāi)環(huán)增益 ： ???? = ? + 12?2??∑??2 = ???2 ASR 比例系數(shù) ： ???? = (?+ 1)??????????2???????∑??= 校驗(yàn)近似條件及轉(zhuǎn)速超調(diào)量 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為 ： ?????? = ??????1= ???????? = ???1 電流環(huán)傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化條件為 ： 13√??????∑?? =13√???1 = ???1 ?????? 滿足近似條件。 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 ： 13√??????on =13√ ???1 = ???1 ?????? 滿足近似條件。 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻電容 取 ??0 = 40????，則 ???? = ??????0 = 300??Ω 取 ???? = 300????； ???? = ????????= ???? 取 ???? = ????； ?????? = 4????????0= 1???? 取 ?????? = 1????。 超調(diào)量 ???? = 2(?????????????)???????? = % 10% 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 第四 章 自然 環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)－ 保護(hù) 電路設(shè)計(jì) 晶閘管保護(hù)電路設(shè)計(jì) 晶閘管過(guò)電壓保護(hù) （ 1） 過(guò)電壓產(chǎn)生的原因： 操作過(guò)電壓： 由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起的過(guò)電壓，電網(wǎng)側(cè)的操作過(guò)電壓會(huì)由供電變壓器電磁感應(yīng)耦合，或由變壓器繞組之間存在的分布電容靜電感應(yīng)耦合過(guò)來(lái)。 換相過(guò)電壓： 由于晶閘管或者與全控器件反并聯(lián)的續(xù)流二極管在換相結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷能力，因而有較大的反向電流流過(guò)，使殘存的載流子恢復(fù)，而當(dāng)其恢復(fù)了阻斷能力時(shí)，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會(huì)因線路電感而在晶閘管陰陽(yáng)極之間或與續(xù)流二極管反并聯(lián)的全控型器件兩端產(chǎn)生過(guò)電壓。 關(guān)斷過(guò)電壓： 全控型器件在較高頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時(shí)，因正向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓。 （ 2） 過(guò)電壓保護(hù)電路： 壓敏電阻保護(hù)： 采用壓敏元件作為過(guò)電壓保護(hù)，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：壓敏電阻具有正反向相同的陡峭的伏安特性，在正常工作時(shí)只有很微弱的電流通過(guò)元件，而一旦出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)，壓敏電阻可通過(guò)高達(dá)數(shù)千伏的放電電流，將電壓抑制在允許的范圍內(nèi)，并具有損耗低、體積小，對(duì)電壓反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。因此，是一種較好的過(guò)電壓保護(hù)元件，在各種變流裝置中被普遍采用。壓敏電阻的缺點(diǎn)在于：持續(xù)平均功率太小，如果選擇不當(dāng)，在正常工作時(shí)將 引起電壓超過(guò)其額定值而損壞，且損壞時(shí)所產(chǎn)生的電弧往往波及鄰近的電器設(shè)備，造成故障擴(kuò)大化 ，如圖 41 所示 。 圖 41 壓敏電阻保護(hù)電路 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 晶閘管過(guò)電流保護(hù) （ 1） 流產(chǎn)生的原因： 晶閘管設(shè)備產(chǎn)生過(guò)電流的原因可以分為兩類：一類是由于整流電路內(nèi)部原因，如整流晶閘管損壞，觸發(fā)電路或控制系統(tǒng)有故障等；其中整流橋晶閘管損壞類較為嚴(yán)重，一般是由于晶閘管因過(guò)電壓而擊穿，造成無(wú)正、反向阻斷能力，它相當(dāng)于整流橋臂發(fā)生永久性短路，使在另外兩橋臂晶閘管 導(dǎo)通時(shí)，無(wú)法正常換流，因而產(chǎn)生線間短路引起過(guò)電流。另一類則是整流橋負(fù)載外電路發(fā)生短路而引起的過(guò)電流，這類情況時(shí)有發(fā)生，因?yàn)檎鳂虻呢?fù)載實(shí)質(zhì)是逆變橋，逆變電路換流失敗，就相當(dāng)于整流橋負(fù)載短路。另外，如整流變壓器中性點(diǎn)接地，當(dāng)逆變負(fù)載回路接觸大地時(shí)，也會(huì)發(fā)生整流橋相對(duì)地短路。 （ 2） 流保護(hù)電路： 對(duì)于整流橋內(nèi)部原因引起的過(guò)流，以及逆變器負(fù)載回路接地時(shí)，最常見(jiàn)的保護(hù)方式就是接入快速熔短器 ，如圖 42 所示 。 圖 42 晶閘管過(guò)電流保護(hù) 電動(dòng)機(jī)保護(hù)電路設(shè)計(jì) （ 1） 短路保護(hù)：短路保護(hù)要求具有瞬動(dòng)特性，即要求在很短時(shí)間內(nèi)切斷電源。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常起、制動(dòng)時(shí)，短路保護(hù)裝置不應(yīng)誤動(dòng)作。 常用的方法： 熔斷器（ 串接于被保護(hù)的電路中 ） 或者使用低壓斷路器 （ 2）過(guò)載保護(hù)：電動(dòng)機(jī)工作電流超過(guò)其額定電流而使繞組發(fā)熱。 常用的方法 :熱繼電器 、 低壓斷路器 （ 3）過(guò)流保護(hù)：電動(dòng)機(jī)的工作電流超過(guò)其額定值的運(yùn)行狀態(tài) 常用的方法：過(guò)電流繼電器、低壓斷路器 、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器。 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 結(jié)論 本論文由牛頭刨床入手，考慮其工作方式及工作特點(diǎn)，選用了可逆的調(diào)速系統(tǒng)，并通過(guò)對(duì)可逆系統(tǒng)中的環(huán)流問(wèn)題的討論，確定方案，從而解決可逆系統(tǒng)中環(huán)流的一系列危害，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。 之后，又確定了系統(tǒng)的主電路圖，根據(jù)牛頭刨床的工作特性選擇型號(hào)恰當(dāng)?shù)碾妱?dòng)機(jī)。并計(jì)算了整流變壓器及晶閘管等器件的參數(shù)，選取容量合適，型號(hào)匹配的元件。 并根據(jù)晶閘管的工作情況，選取了觸發(fā)電路，采用了雙窄脈沖觸發(fā)。 控制電路的設(shè)計(jì)，主要涉及 ACR（電流調(diào)節(jié)器）與 ASR（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器）。根據(jù)工程設(shè)計(jì)方法，按步驟計(jì)算了 ACR 與 ASR 的基本參數(shù)，經(jīng)過(guò)近似 校驗(yàn)，確定下來(lái)。 最后是保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，主要設(shè)計(jì)了晶閘管的過(guò)電壓 、過(guò)電流保護(hù)，電機(jī)的過(guò)載、過(guò)流保護(hù)等，簡(jiǎn)要提出了解決方案。 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 陳伯時(shí)主編 . 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) —— 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [2] 王兆安，黃俊主編 . 電力電子技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [3] 胡壽松主編 . 自動(dòng)控制原理 [M].北京：科學(xué)出版社， 2020 [4] 周文俊主編 .電氣設(shè)備實(shí)用手冊(cè) [S].北京：中國(guó)水利水電出版社， 1999 [5] 張吉松 .雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與典型系統(tǒng) [J].上海電機(jī)技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)， 2020，(2)： 19～ 22 [6] 龍瑜 .論單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) [D].電機(jī)電器技術(shù)， 2020， (1)： 39～ 42 [7] 何志琴，謝宗安 . 數(shù)字式直流調(diào)速系統(tǒng)的智能控制 [J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2020， (6)： 52～ 54 [8] Power Control in Electric York:John Wiley amp。 Sons,1982 [9] Leo semiconductoes and application criteria[C]//Course lecture notes of Xi’ an Jiaotong University,2020 [10] Bose B electronicsa technology review [J].Proceedings of IEEE,1922,80(8) [11] Mao H,Lee Fred of power factor correction techniques[C]//Proceedings of IPEMC’ 97,Hangzhou,1997. 牛頭刨自然環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 致謝 在本次論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，感謝我的學(xué)校，給了我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，在學(xué)習(xí)中，老師從選題指導(dǎo)、論文框架到細(xì)節(jié)修改，都給予了細(xì)致的指導(dǎo)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)與建議，老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神對(duì)我產(chǎn)生重要影響。他淵博的知識(shí)、開(kāi)闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。這篇論文是在老師的精心指導(dǎo)和大力支持下才完成的 感謝所有授我以業(yè)的老師，沒(méi)有這些年知識(shí)的積淀，我沒(méi)有這么大的動(dòng)力和信心完成這篇論文。感恩之余，誠(chéng)懇地請(qǐng)各位老師對(duì)我的論文多加批評(píng)指正，使我及時(shí)完善論文的不足之處。 謹(jǐn)以此致謝最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱的各位老師表示衷心的感謝。