【正文】 雖然這份設(shè)計做的不是特別好，但通過這次設(shè)計使我提高了自己的動手能力，也讓我感受到了再創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅。更加讓我有信心去踏入社會，去深造。 由于時間緊迫，自己水平有限，且沒有設(shè)計經(jīng)驗，設(shè)計中難免存在錯誤。 顯示 65321 , XDXDXDXDXD 分別為控制回路，風(fēng)機，主回路，整流變壓器， 激磁回路主回路有電顯示。 2. 1c 打開，主回路無電。 2． DA 1 和 DA 2 被釋放， DJ， C1 失電， DJ 打開， 1c 打開，主電路失電。 1c 與 2c 互鎖保證了主回路接通時 ( 1c )制動電阻可靠斷開。無觸發(fā)脈沖。 正向起動 按下啟動按鈕 1A 和 2A 。 (2)電流調(diào)節(jié)器的作用 保證系統(tǒng)在允許的最大電流下恒流起動：調(diào)節(jié)電流，使電流跟隨其給定值變化；對電網(wǎng)電壓波動起及時抗擾作用：當電機過載其至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，從而起到快速的安全保護作用。此后經(jīng)過 — 些小幅度的衰減振蕩使轉(zhuǎn)速達到穩(wěn)態(tài)值，電流 Ld II ? ，系統(tǒng)穩(wěn)定在給定轉(zhuǎn)速下運行。 (3)第 III 階段是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。 隨著轉(zhuǎn)速的上升，電動機的反電動勢也隨之上升。 (2)第 II 階段是恒流升速階段。 5— 3 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的 動態(tài)性能 1. 動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖 54 所示 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 32 圖 54 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖 圖 55 所示為雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在突加階躍給定 snU 時轉(zhuǎn)速、電流的動態(tài)響應(yīng)波形，整 個 起 動 過 程 可 分 為 三 個 階 段 ， 在 圖 中 分 別 標 圖 55 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程 (1)第 I 階段是電流上升階段。 由圖 53 可見，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性是理想的造紙機機特性，在負載電流 小于 dmI 時表現(xiàn) 為轉(zhuǎn)速無靜差，這時轉(zhuǎn)速負反饋起主要調(diào)節(jié)作用?？梢姡斦{(diào)節(jié)器不飽和時，靜特性是 很硬的，如圖 53 中的 An0 段水平線。轉(zhuǎn) 速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓 smU 決定了電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié) 器 ACR 的輸出限幅電壓 cmU 限制了晶閘管整流裝置輸出電壓的最大值。在 自動調(diào)節(jié)的過程中，這兩個閉環(huán)各自起著不同的作用。 15V的電壓。取 200V 額定電流： AIKI dwfbT )~()2~()2~( ?????? 。 主要指標：最大功耗： 25W(加散熱器 )。 GLJ 得電 GLJ 串在繼電控制回賂中，使主電路接觸器 1C 的線圈失電， 斷開主回路。 0%10300 ?? 額定電壓 12V 咬合電流≤ 20mA． 當 1T 飽和導(dǎo)通時，應(yīng)提供足夠的集電極電流， GLJ 線圈得額定工作電流 12／ 300=40(mA)，選三極管 3DG12C 為 )30,3 0 0(1 VBmAIGT VDcm ?? 當取 40?? 時，保證 1T 飽和導(dǎo)通的基極電 流 )2~(40/40)2~(/11 ???? ?Cb KI (mA)。 WX 一 030 一 l 一 1． 2 k? 為 1W 選 LZK— 1 系列控制用交流電互感器，其線性度為 — 3％，負載電壓可達 50V仍不致飽和，電流比 300／ ，準確數(shù)為 %， 額定負荷 ??200eR ，額定電壓 VUN 20? ，額定過載倍數(shù)為 ，額定次級電 流 AIN ? ， 額定初級電流 AIN 3001 ? 取 ??4701WR ， ??3002WR ，因為電動機工作在額 定狀態(tài)下，電流互感器的初級電流 1I 為三相全控僑 電路交流側(cè)電流的有效值， AI N 7 12 1 08 1 ??? 次級電流為 AkII NN ???? 它經(jīng)過三相橋式整流， AI d 0 7 1 ?? 此時電位器 W1， W2 兩端的電壓 VRRRU WWWd 0 00 7 )//( 3211 ??? 經(jīng)過 1W 的電流為 (mA) 功率為 )( W?? 經(jīng)過 2W 的電流為 （ mA） 功率為 )(18 W?? 經(jīng)過 3R 的電流為 、 200=39（ mA） 功率為 )( W?? 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 27 選取 RTX 一 1— 200 為 3R WX03013470? 為 1W WX0313330? 為 2W 二極管定額 VUU mked )1 5 0~1 0 0()3~2()3~2( ????? V)150~100(205 ?? 取 150V 額定電流 IAk f b I ldI )~()2~( )2~( ???? ? 選六只 2zp33D。 選 ZYS100A。 轉(zhuǎn)速檢測反饋單元的設(shè)計 轉(zhuǎn)速負反饋單元是傳速系統(tǒng)中非常重要的一部分，它能將檢測出來的速度變成 電信號，與速度環(huán)給定信號比較出的偏差是系統(tǒng)的控制信號，它影響著系統(tǒng)的動靜 態(tài)性能，反饋信號大，系統(tǒng)的快速性好，超調(diào)大，反之亦然，檢測系統(tǒng)的精確度直 接影響系統(tǒng)的靜差。 霍爾元件變換器線性度好，無慣性，裝置簡單，但元件脆而薄，怕震動和電磁干擾，所以不予采用。三章 觸發(fā)電路 由于本系統(tǒng)采用集成化觸發(fā)，集成電路內(nèi)部由許多小集成塊構(gòu)成，塊內(nèi)一般為邏輯電路，線路很復(fù)雜，再此不做線路分析，本系統(tǒng)采用 KCZ6，集成化六脈沖出發(fā)組件，它適用于三相橋式全控變流器的觸發(fā)。 ????? )8%8/2 5 0()/( 0222 IUKR NRd ，取 100? 。取 F? 。 10A， 1000V。 額定電壓：VUU vUU mUN mm )~()3~2( )( 2 ?? ???? 取 1000V 額定電流：負載電流為 。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 21 圖 22 他勵直流電動機勵磁回路 耦變壓器參數(shù)計算及選擇。但整流電壓高于JNU =220(電網(wǎng)電壓 380V)可用一個分壓器進行分壓，而分壓器長期在電路中消耗電能，很不經(jīng)濟，另一種方案是采用單相整流電路。 元件選擇 1)每個晶閘管支路均串聯(lián)一只快速熔斷器 額定電壓 VUU rNrN : ??? 取 500V 額定電流 rNI ： AI rN ?????? ? 取 300A 選六只 300/5003 ?RS 2)保護壓敏電阻的快速熔斷器己選完。 5% 組 成阻容保護 3．過電流保護 (保護晶閘管和壓敏電阻 ) 產(chǎn)生過電流的原因 1)． 由于電網(wǎng)電壓波動太大保護電路形式如圖 2— 1 所示。 元件的額定電壓 kedU VUU VUU mkesm )~()3~2( 2 ?? ???? 取 VUked 1000? 2．整流元件的額定電流 TI 負載的額定電流為 210A，過載倍數(shù)取 A IkkIkI dfbfbdfT )231~() 210()2~()2~()2~( ?? ???????? 取 200A 選六只晶閘管 (型號 GKP 10200 ? ，組成三相全控橋） 可控硅保護元件的選擇 晶閘管雖然有很多優(yōu)點，但它承受過電壓和過電流的能力較差，因此，要針對 過電流和過電壓的產(chǎn)生原因采取相應(yīng)的保護措施。主磁通波形與原 付繞組中感應(yīng)電勢的波形都接近正弦波，系統(tǒng)整流變壓器采用厶，吖” — ll 接法，以減 小高次諧波對系統(tǒng)的影響 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 16 2。 圖 111 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖 第二章 主電路設(shè)計 主電路是在控制電路的控制下，向傳動電動機提供電能的重要環(huán)節(jié)，它由三相 交流電源，整流裝置，傳動電機以及保護環(huán)節(jié)，附屬元件構(gòu)成，下面，將對主電路 參數(shù)作以計算，并對個別環(huán)節(jié)做簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3） 回饋制動 ① 實現(xiàn)方法 調(diào)速過程中的回饋制動：當電動機工作在電動狀態(tài)，突然降低電樞電壓，感應(yīng)電動勢來不及變化，會使 UEa? ，實現(xiàn)回饋制動。 調(diào)速電機 922?Z ，雖屬于小型直流電動機，但工藝要求需要平滑啟動，因此采用給定環(huán)節(jié)后加一個積分環(huán)節(jié)的減壓啟動，使電動機可以平穩(wěn)啟動 制動方案 1）能耗制動 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 12 ① 實現(xiàn)方法 如圖 18 所示。 ② 減壓啟動 電動機的電樞回路由專用可調(diào)電壓的直流電源供電。這是串級調(diào)速的主要優(yōu)點，如果擾動在電流環(huán)以外，例如負載擾動，則仍需轉(zhuǎn)速環(huán)進行調(diào)節(jié)，電流環(huán)采用 PI 調(diào)節(jié)器表現(xiàn)為電流的隨動系統(tǒng)，電流反饋加快了跟隨作用。 5）帶電流截止負反饋的單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋控制 方案 電流截止負反饋能限制過大的啟動沖擊電流，但只要加一個給定積分器，就已經(jīng)解決了啟動沖擊電流過大的問題，而且該方案還存在動靜態(tài)矛盾和動態(tài)性能不好等問題。有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 型號 NP 40kW 勵磁方式：他勵 fNU 220V NP NU 220V fNI 317A NI NI 210A 工作方式 連續(xù) Nn Nn 1000r/min 電樞等效內(nèi)阻： ???? ????? 1 02 1 0 4 0 0 02 1 02 2 0)31~21(2 NI PIUR NNNa ???????? N aNNee n RIUCC 對應(yīng)調(diào)速指標 D=10， %10?S 的靜態(tài)速降 m i n/)(10 0 0 0)1( rsD snn NN ??????? 下面根據(jù)性能指標 討論一下造紙機的控制方案 1）開環(huán)控制方案 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 10 系統(tǒng)的靜態(tài)速降NeaNene N ICRICKC IRn 111 ????? 而 m i n/ rC IRn e Na ???????? 故不滿足性能指標的要求。再根據(jù)第一點確定的同步信號電壓su 與晶閘管陽極電壓的相位關(guān)系，畫出對應(yīng)的同步相電壓矢量和同步線電壓的矢量。 圖 15 同步信號電壓 su 與主電壓 au 的對應(yīng)關(guān)系 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 9 （三） 實現(xiàn)同步的方法 晶閘管整流裝置時通過同步變壓器不同連接方式或再配合阻容移相，得到要求相位的同步信號電壓。對于鋸齒波移相電路而言，通常 vus 與 Vu 相差 0180 ，使主電路 090?? ，即 2t?時刻近似在鋸齒波的中點附近，圖 15（ c）所示。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 7 圖 14 觸發(fā)脈沖與主電路的同步 現(xiàn)以觸發(fā) 3VT 管的觸發(fā)電路 3CF 為例。為了得到六個不同相位的同步電壓，通常用一只三相同步變壓器 TS，它具有兩組二次繞組，二次側(cè)得到相隔 o60 的六個同步信號電壓分別輸入六個觸發(fā)電路。這種正確選擇同步信號電壓相位以及得到不同相位同步信號電壓的方法，稱為晶閘管裝置的同步或定相。全控橋控制的增益大，靈敏度高，靜態(tài)誤差小，元件排列整齊，動態(tài)響應(yīng)好， 全控橋可組成逆變電路，對不可逆系統(tǒng)可接成回饋制動，而且隨著生產(chǎn)工藝水平的提高，大功率整流晶體管與大功率晶閘管的造價相當，全控橋只多了三個觸發(fā)電路，而觸發(fā)單元向集成化發(fā)展，造價越來越低，全控橋與半控橋初投資差不多，卻比半控橋具有極大的優(yōu)越性，所以本系統(tǒng)使用三相全控橋式整流電路。 整流方案（主電路整流電路） 直流穩(wěn)壓電源 常用的直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等組成，結(jié)構(gòu)框圖如圖 13 所示 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 5 圖 13 直流穩(wěn)壓電源結(jié)構(gòu)框圖 圖 13 中各環(huán)節(jié)的功能如下 （ 1）電源變壓器 把交流電壓變?yōu)檎魉枰碾妷? （ 2）整流電路 利用整流元件的單向?qū)щ娞匦裕瑢⒔涣麟妷鹤兂蓡蜗蛎}動直流電壓 （ 3）濾波電路 減小整流電壓的脈動程度，以適合負載的需 要 （ 4）穩(wěn)壓電路 把脈動直流電壓變?yōu)槠交曳€(wěn)定的直流電壓。在性能相同的情況下，應(yīng)考慮： 1）初投資：包括設(shè)備本身及輔助設(shè)備的投資； 2）運行費用：包括運行過程中的能量損耗大小，即運行效率和維護費用等 表 11 三種調(diào)速方法性能比較 調(diào)速方法 調(diào)速范圍 D 相對穩(wěn)定性 平滑性 經(jīng)濟性 應(yīng)用 串電阻 在額定負載2??DT ，輕載時 D 更小 差 差 初投資少，電 能損耗大 對調(diào)速性能要求不高；適合與恒轉(zhuǎn)矩負載配合 降壓 一般為 8 左右； 100kW 以上電動機可達 10； 1kW以下電機為 3左右 好 好 初投資多，電 能損耗少 對調(diào)速性能要求不高；適合與恒轉(zhuǎn)