【正文】 對(duì)過電流值的設(shè)定，一般選擇大小為 倍的額定電流，這是因?yàn)橐话愕南蘖髌饎?dòng)時(shí)，選擇的最大限流幅度為 5 倍，因此要留出一定。過流保護(hù)的信號(hào)取自電流反饋回路，整流、濾波電路與電流反饋電路相同。一個(gè)優(yōu)秀的過流保護(hù)環(huán)節(jié)應(yīng)該是既能對(duì)過流反應(yīng)迅速，又能夠準(zhǔn)確動(dòng)作。 +R 8 4R 8 3R 8 5RST+ 5R 8 8D 1 1D 1 2U 1 5圖 314 電流檢測電路XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31 過電流保護(hù)電路除了電流反饋信號(hào)檢測回路外，電流檢測回路還包括了過流保護(hù)。電流反饋信號(hào)檢測電路如圖314 所示。 電流反饋回路電流反饋信號(hào)取自電機(jī)的定子側(cè)，采樣器件為霍爾元件，采樣后得到三相電流信號(hào)，將此電流信號(hào)經(jīng)過精密電阻得到相應(yīng)的電壓信號(hào)。XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30+++ 5+ 5+ 5+ 5R 7 1R 7 2R 7 3R 7 4R 7 6R 7 7R 7 8R 7 9R 8 0R 8 1R 8 2R 7 5RST圖 313 電壓過／欠保護(hù)電路 電流檢測回路電流檢測回路包括了電流反饋回路和保護(hù)回路兩方面。另有一個(gè)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)中由于單片機(jī)的外部中斷口僅有兩個(gè)，故過壓和欠壓都接到同一個(gè)外部中斷口。過壓和欠壓比較器先設(shè)定一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?該值由過壓值 420V 和欠壓值 340V 轉(zhuǎn)換得來)，當(dāng)采樣到的電壓一旦超過過壓值或者低于欠壓值時(shí)，馬上產(chǎn)生一個(gè)下降沿的中斷送到輔助單片機(jī))中的外部中斷口 P3．2，迅速產(chǎn)生中斷使得程序立即封鎖晶閘管輸出脈沖，并發(fā)出過壓或欠壓報(bào)警信號(hào)。在實(shí)際工作中，當(dāng)輸入電壓超過 420V(即 l．1 倍額定電壓)時(shí)則認(rèn)是過電壓，起動(dòng)過電壓保護(hù)；而當(dāng)輸入電壓低于 340V(即 0．9 倍額定電壓)時(shí)則認(rèn)為是欠電壓，起動(dòng)欠電壓保護(hù) [11]。R 3 0整流 橋B R 123+ 1 5+ 1 5R 2 9R 2 8R 2 7U 3 6 N 1 3 9圖 312 電壓反饋回路 電壓過／欠保護(hù)電路當(dāng)電機(jī)經(jīng)常處于過壓運(yùn)行時(shí)，鐵損增加，效率降低。通過計(jì)算單片機(jī) I/O 口的高低維持時(shí)間，我們就可以計(jì)算出晶閘管的導(dǎo)通角，作為輸出電壓反饋，同時(shí)可以檢測出電壓是否缺相，并發(fā)出報(bào)警信息，及時(shí)通知操作人員出現(xiàn)故障的某一相電源。簡單介紹一下電路構(gòu)成：U 為三相電源的一個(gè)輸入端(即一組晶閘管輸入側(cè)) ，R 是與之相應(yīng)的電機(jī)輸入端(即相應(yīng)晶閘管輸出側(cè))。 電壓反饋回路XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29電壓反饋回路如圖 312 所示。設(shè)置電路 I 接入單片機(jī)的 P3．2 引腳在信號(hào)每次跳變時(shí)都產(chǎn)生中斷，并在每次跳變中斷時(shí)記錄下電路 II接入單片機(jī)的 P3．3 引腳的狀態(tài)，通過兩次對(duì)比 P3．2 引腳的電平情況，從而判斷出所連入電路中三相電源的相序，為下一步產(chǎn)生正確的脈沖觸發(fā)信號(hào)序列奠定基礎(chǔ)。 我們假設(shè)電路 I 接的是電源的 U、V 相，而電路 II 接的是 V、W 相，這樣在三相電源正常工作時(shí)，當(dāng) UV 線電壓發(fā)生正跳變(即從負(fù)半波轉(zhuǎn)為正半波)時(shí)，VW 線電壓為負(fù)，那么電路 II 送入 CPU 的信號(hào)就為低電平；當(dāng) UV 線電壓發(fā)生負(fù)跳變時(shí)，VW 線電壓為正，那么電路 II 送入 CPU 的信號(hào)是高電平(如果電路 II 接的是 W、V 相，那么兩次送入 CPU 的信號(hào)高低電平情況就相反)。簡要介紹一下工作原理。這個(gè)電路的優(yōu)點(diǎn)在于：一方面，在起動(dòng)未開始或是開始瞬間，這個(gè)電路就可以檢測到器件電壓零點(diǎn)；另外，由于輸入的交流信號(hào)是直接從電源側(cè)獲取的，因此這就不需要像其他電路那樣需要先利用變壓器取得交流信號(hào)再進(jìn)行處理，這樣就既節(jié)省了線路板的空間，又節(jié)約了成本 [9]。這樣周而復(fù)始，單片機(jī)所得到的就是幅值為 5V 的方波信號(hào)，周期等同于電源的周期即工頻 50Hz，而高低電平持續(xù)的時(shí)間也基本與電源側(cè)正負(fù)交流信號(hào)所持續(xù)的時(shí)間大致相同，雖然其間存在著一定的時(shí)延，但這可以通過軟件進(jìn)行補(bǔ)償，從而既簡化了外圍硬件電路的設(shè)計(jì)，又得到了與電源電壓同步的信號(hào)，為下面給出晶閘管觸發(fā)信號(hào)提供了工作電壓零點(diǎn)的基準(zhǔn)。整個(gè)工作過程大體是這樣的：由電源側(cè)來的線電壓信號(hào)經(jīng)過2 個(gè)電阻和 1 個(gè)二極管，變成半波交流信號(hào)，這個(gè)交流信號(hào)在正半波時(shí)觸發(fā)光耦導(dǎo)通，從而使得右側(cè)輸入到單片機(jī)的是高電平信號(hào)；而當(dāng)光耦左側(cè)交流信號(hào)處于低電平時(shí)，光耦則截止。從圖中可以看出，這個(gè)電路的功能就是將由電源側(cè)來的線電壓正弦信號(hào)轉(zhuǎn)為低壓方波信號(hào)來供單片機(jī)進(jìn)行處理分析。只有準(zhǔn)確的測量出電壓的過零點(diǎn)，才能精確的控制晶閘管的導(dǎo)通角，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)兩端電壓的無極加載，完成軟起動(dòng)的功能。 同步信號(hào)檢測為了保證三相交流調(diào)壓器主回路中各個(gè)晶閘管的觸發(fā)脈沖與其陽極電壓保持嚴(yán)格的相位關(guān)系。 電壓檢測回路在電壓檢測回路中，盡量實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能。因?yàn)殡娐房偸谴嬖陔姼械模耘c電容 C 串聯(lián)電阻 R 可起阻尼作用，它可以防止 R、 L、C 電路在過渡過程中，因振蕩在電容器兩端出現(xiàn)的過電壓損壞晶閘管。為了限制電路電壓上升率過大，確保晶閘管安全運(yùn)行，本設(shè)計(jì)在晶閘管兩端并聯(lián)RC 阻容吸收網(wǎng)絡(luò)，利用電容兩端電壓不能突變的特性來限制電壓上升率。若電壓上升率過大，超過了晶閘管的電壓上升率的值，則會(huì)在無門極信號(hào)的情況下開通。(2)過電壓保護(hù)我們知道晶閘管有一個(gè)重要的特性參數(shù)，即斷態(tài)電壓臨界上升率 du/dt。(1)過電流保護(hù)晶閘管設(shè)備發(fā)生過電流有可能是晶閘管損毀、觸發(fā)電路或控制系統(tǒng)有故障等。直流電源同步電源輸入KJ004 產(chǎn)生單脈沖KJ042 產(chǎn)生脈沖調(diào)制列4066模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)寬窄切換脈沖放大驅(qū)動(dòng)SCR寬脈沖列XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26圖 39 觸發(fā)電路框圖 晶閘管保護(hù)電路晶閘管由于擊穿電壓接近工作電壓，熱容量又較小，所以承受過電壓、過電流能力較差，短時(shí)間內(nèi)的過電壓、過電流都可能造成元件損壞。相位的后一相觸發(fā)單元產(chǎn)生（通過 V6）。隔 60176。當(dāng) VV 6 都導(dǎo)通時(shí)， VV 8 都截止，沒有脈沖輸出，只要 VV 6 有一個(gè)截止，都會(huì)使 V V8 導(dǎo)通，有脈沖輸出。V 2 截止?fàn)顟B(tài)持續(xù)的時(shí)間就是鋸齒波的寬度，其大小取決于充電時(shí)間常數(shù) R1C1。V2 開關(guān)的頻率就是鋸齒波的頻率，由同步變壓器所接的交流電壓決定。晶閘管電路處于逆變狀態(tài)。晶閘管電路處于整流工作狀態(tài)。的位置。的中央（ 120176。例如 240176。（由于考慮 amin 和 βmin，實(shí)際一般為 120176。在三相全控橋電路中，接感性負(fù)載電流連續(xù)時(shí)，脈沖初始相位應(yīng)定在 a=90176。M 點(diǎn)是 V4 由截止到導(dǎo)通的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，也就是脈沖的前沿。如果 uco=0，u p 為負(fù)值時(shí)，b 4 點(diǎn)的波形由 uh+up 確定。射極跟隨器 V3 的作用是減小控制回路電流對(duì)鋸齒波電壓 ub3 的影響。V 2 導(dǎo)通時(shí)，因 R4 很小故 C2 迅速放電，u b3 電位迅速降到零伏附近。鋸齒波是由開關(guān)V2 管來控制的。鋸齒波的形成和脈沖移相環(huán)節(jié)XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25鋸齒波電壓形成的方案較多，如采用自舉式電路、恒流源電路等。脈沖前沿由 V4 導(dǎo)通時(shí)刻確定，脈沖寬度與反向充電回路時(shí)間常數(shù)R11C3 有關(guān)。電容 C3 放電和反向充電，使 V5 基極電位上升，直到 ub5E1(15V)，V 5 又重新導(dǎo)通。電容 C3 充電，充滿后電容兩端電壓接近 2E1(30V)時(shí)，V 4 導(dǎo)通，A點(diǎn)電位由+ E1(+15V) 下降到 左右，V 5 基極電位下降約 2E1(30V)， V5 立即截止。V 5 飽和導(dǎo)通。15 V C1R2 R24R25R23C4RWR 移 相 電 壓（ +）偏 移 電 壓 （ ）圖 38 脈沖發(fā)生電路圖脈沖形成環(huán)節(jié)VV 5 —— 脈沖形成 VV 8 —— 脈沖放大控制電壓 uco 加在 V4 基極上。171。此外，還有強(qiáng)觸發(fā)和雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。如圖 38 為同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，其輸出可為雙窄脈沖（適用于有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的電路），也可為單窄脈沖。 晶閘管觸發(fā)電路本設(shè)計(jì)觸發(fā)電路原理是首先用同步變壓器對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣并降壓，之后輸入KJ004 用來產(chǎn)生單脈沖，通過調(diào)節(jié)分壓電阻可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單脈沖占空比的調(diào)節(jié)，通過模擬開關(guān) 4066 來實(shí)現(xiàn)對(duì) KJ004 寬窄脈沖模式的變換，使 KJ004 輸出寬脈沖或者窄脈沖，KJ042 則產(chǎn)生高頻調(diào)制波對(duì) KJ004 輸出的寬脈沖或窄脈沖進(jìn)行高頻調(diào)制，使其輸出寬窄脈沖列，當(dāng) KJ004 處于寬脈沖方式時(shí)，KJ004 輸出直接加到驅(qū)動(dòng)電路，而 KJ004 處于窄脈沖方式時(shí)單脈沖(3 片 KJ004 產(chǎn)生 6 路)輸入到 KJ041 合成雙脈沖，每組雙脈沖相位相差 60176。由于異步電機(jī)在直接起動(dòng)時(shí)的電流為 6～7 倍的額定電流。為使晶閘管在工作過程中不因?qū)嶋H有效值應(yīng)在乘以安全系數(shù)1．5～2 后才能等于 ITAV。在本文設(shè)計(jì)中電機(jī)為 220V 的三步電動(dòng)機(jī)，根據(jù)公式計(jì)算可得晶閘管耐壓在 622V 933V 范圍內(nèi)。需滿足兩個(gè)條件。晶閘管由于過電流過電壓能力低，又常常工作在不同的電流波形情況下，給額定電流的選擇帶來一定的困難，如若額定值選擇不當(dāng)，會(huì)造成不必要的損失或浪費(fèi)。而TAl，TA2 年 TA3 表示為霍爾傳感器電流輸出，該電流信號(hào)通過整流電路后轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸入到控制回路 [5]。軟停車開始時(shí)，接觸器再次打到雙向晶閘管端，軟起動(dòng)器投入到停車運(yùn)行，如此重復(fù)來完成軟起動(dòng)和軟停車。M3~UVWRTS圖 37 主回路電路采用三組反并聯(lián)晶閘管組成調(diào)壓電路。當(dāng)供電電壓不變時(shí)，通過改變晶閘管的控制角，可以改變晶閘管的輸出電壓。晶閘管正負(fù)半周的觸發(fā)是對(duì)稱的，晶閘管的輸出電壓有效值 u。2siniUwt? 圖 35 晶閘管單相調(diào)壓電路 圖 晶閘管輸出電壓波形圖 35 為一路晶閘管輸出波形示意圖。XX 大學(xué) XX 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21圖 34 交流調(diào)壓主電路 晶閘管相控調(diào)壓原理晶閘管調(diào)壓單相等效電路如圖 35 所示，其中 ZL 為電機(jī)一相等效阻抗，U i 為電網(wǎng)相電壓，U L 為晶閘管輸出電壓。180???在晶閘管交流調(diào)壓系統(tǒng)中，晶閘管可以借負(fù)載電流波形過零而自行關(guān)斷，不需另加換流電路，所以其主要優(yōu)點(diǎn)是線路簡單、調(diào)壓裝置體積小，價(jià)格低廉、使用及維修方便。相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘???管觸發(fā)脈沖不夠?qū)挼那闆r下，還會(huì)出現(xiàn)只有一個(gè)方向的晶閘管在工作，負(fù)載上可能出現(xiàn)直流分量，危害晶閘管的安全。當(dāng)斷流時(shí)間間隔稍長時(shí)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場在定子中感應(yīng)的電勢(shì)和重新接通時(shí)的電源電壓在相位上可能會(huì)有相當(dāng)大的差別，這樣就會(huì)出現(xiàn)較大的電流沖擊，可能危及晶閘管的安全．如通斷交替頻率較高，每次通斷時(shí)間隔中交流電周波數(shù)較少，采用整周波斬波控制方法可能調(diào)壓不夠平滑，所以在異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)壓控制中多用相控技術(shù)，當(dāng)然采用相控技術(shù)在輸出電壓波形中含有相當(dāng)大的諧波，在異步電動(dòng)機(jī)中會(huì)引起附加損耗，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等不良影響。否則一方面會(huì)引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波動(dòng)，而另一方面每次接通電流相當(dāng)于一次異步電動(dòng)機(jī)重合閘過程。斬波調(diào)壓就是用雙向晶閘管作為靜止接觸器，交替的接通與切斷幾個(gè)周波的電源電壓，用改變接通時(shí)間與切斷時(shí)間之比來控制輸出電壓的有效值。 主電路的選擇 調(diào)壓方式的選擇在工頻電源和負(fù)載之間接入晶閘管調(diào)壓器，就可以改變負(fù)載端的電壓。C；Ⅳ 類品為10～+70176。C ；Ⅱ類品為55～+85176。引腳的排列、名稱、功能和用法主要參數(shù)限制（1）電源電壓：DC +15V177。 KJ042功能介紹KJ042 脈沖列調(diào)制形成器主要適用于作晶閘管三相橋式全控整流電路的脈沖列調(diào)制源，同樣也適用于三相半控、單相半控、單相全控線路中作脈沖列調(diào)制源。 KJ041 的輸出引腳在 L端為高電平時(shí)均變?yōu)榈碗娖?；而?L 端為低電平時(shí)， KJ041 的輸出引腳按輸入引腳的狀態(tài)和 KJ041 的工作機(jī)理正常輸出脈沖。使用中，懸空。使用中接用戶系統(tǒng)供電電源的地端。KJ041 的工作電源范圍為 3～18V，使用中一般接+15V 電源。C 。C；Ⅲ類品為40 ～+85176。10%（2）電源電流： ≤20mA（3）輸出脈沖最大負(fù)載電流：≤20mA （4）輸出脈沖幅值：≥1V（5）輸入端二極管最高承受反壓：≥30V（6）控制端正向電流：≤3mA（7） 允許使用環(huán)境溫度：Ⅰ類品為55～+125 176。使用兩個(gè)有電子開關(guān)控制的 KJ041 電路組成邏輯控制，適用于正、反組可逆晶閘管電力電子成套裝置（如正、反邏輯無環(huán)流直流調(diào)速的十二相晶閘管整流設(shè)備中）。 。 正負(fù)半周脈沖相位不均衡≤177。 （3）KJ004 最大輸出能力：100mA（流出脈沖電流） 。 輸出脈沖：（1）寬度：400μs ～2ms(通過改變脈寬阻容元件達(dá)到)。（同步電壓 30V，同步輸入電阻 15KΩ） 。 同步輸入端允許最大同步電流：6mA（有效值） 。 電源電流：正電流≤15mA，負(fù)電源≤10 mA。5%（177。 《半導(dǎo)體集成電路外型尺寸》SJ1100—76圖３1 KJ004 引腳圖 與分立元件的鋸齒波移相觸發(fā)電路相似,分為同步、鋸齒波形成、移相、脈沖形成、脈沖分選及脈沖放大幾個(gè)環(huán)節(jié)。R7 和 C2 形成微分電路，改變 R7 和 C2 的值，可獲得不同的脈寬輸出。同時(shí)調(diào)整鋸齒波斜率電位器 RW1，可以