【正文】 取 msTT in 102 00 ?? ， FRTCoon ?24on ?? （ ） msTTT ion ??? ?? （ ） mshT in 67?? ?? （ ） 轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率： 11 4512 12 1 ??????? shhc ??? （ ） 又因?yàn)? 111921 ??? sTi ， 116821 ?? ? sT i 滿足iic TT ??? 2121 及?的條件，故電流環(huán)可等效為慣性環(huán)節(jié)，則 222。12m a x1??????????? ??TdTMLnXmrrrSXmrK?? （ ） ? ? msKIT LnLn )(210 ??????? ? （ ） 由于電流環(huán)超調(diào)量小，故電流環(huán)按典型 I 型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 rKK IKn fnn dnfi ?????? （ ） 靜差率： 456 in ????? n nS nn 由前述分析可知， LnLn TK與 均為轉(zhuǎn)差率 S 的函數(shù)，故電流環(huán)為非定常系數(shù)，但當(dāng) maxSS? 時(shí)的 LnLn TK與 值可按定常系統(tǒng)設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)具有良好的性能。 ?? ni KK ?? KRi 125039。 電流環(huán)： 12539。 若取 12539。 ??????? nK IKnK fn dnfi （ ） 因?yàn)? 039。 速度反饋系數(shù)： ? ? 1m i nm a x m i n/ 10 ??????? rVnn UK gnfn （ ） 取電流給定電壓 ： VUi 10? 電流反饋系數(shù)： AVIUKdmifi /* ??? （ ） 取電流調(diào)節(jié)器輸出電壓最大值： VUKm 5? 晶閘管放大倍數(shù)： 30c os424c os 0m i n2 ????? KmnTV UUK ? （ ） 晶閘管逆變器的滯后時(shí)間常數(shù)： mssTV 0 1 ?? 低速時(shí)靜差率要求的速度降： m i n/ in rnSn 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 nIKK iK dnfnnf ??39。 R i R 0 / 2 R 0 / 2 C 0 i R 0 / 2 R 0 / 2 C 0 i U f i R 0 / 2 R 0 / 2 R 0 / 2 R 0 / 2 C 0 n U f n R n 39。由于此同步晶閘管串級(jí)調(diào)速不能產(chǎn)生電氣制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故減速過程只能靠負(fù)載轉(zhuǎn)矩自由降速，與晶閘管不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)相似。在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)，電流環(huán)及時(shí)調(diào)整轉(zhuǎn)子電流，以保持所需要的電磁轉(zhuǎn)矩。這兩個(gè)調(diào)節(jié)器互相聯(lián)系，互相制約，使系統(tǒng)對(duì)于給定的電流、速度都是無靜差的。隨著電流調(diào)節(jié)器的輸出增加， ? 角向090 方向變化。電流反饋信號(hào) fiU 從電流互感器 TA 取出，速度反饋信號(hào) fnU 取自測(cè)速發(fā)電機(jī) TG。 雙閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23 4 本系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì) 雙閉環(huán)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的組成和工作原理 圖 是雙閉環(huán)控制的串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)圖，該串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)是具有電流內(nèi)環(huán)和速度外環(huán)的雙閉環(huán)控制的系統(tǒng)。電流過零后，封鎖觸發(fā)脈沖。 西南石油大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 瞬時(shí)停電保護(hù) 當(dāng)發(fā)生電壓瞬時(shí)增大幅度降低時(shí)，串級(jí)調(diào)速裝置不能正常運(yùn)行，其原因是 ： （ 1） 晶閘管逆變側(cè)失電，元件換流失敗； （ 2） 因失電導(dǎo)致繼電器和接觸器等釋放，一次側(cè)回路的斷路器跳閘； （ 3） 電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)產(chǎn)生過電壓。由于過載保護(hù)特性與過電流保護(hù)不同，故不能用過電流保護(hù)方法來進(jìn)行過載保護(hù)。 過載保護(hù)裝置要求具有反時(shí)限特性，且不會(huì)受電動(dòng)機(jī)短時(shí)過載沖擊電流或短路電流的影響而瞬時(shí)動(dòng)作，所以通常用熱繼電器作過載保護(hù)。引起電動(dòng)機(jī)過載的原因很多，如負(fù)載的突然增加，缺相運(yùn)行以及電 網(wǎng)電壓降低等。選擇額定電流為 355A、額定電壓為 的熔斷器，其型號(hào) 過載保護(hù) 過載是指電動(dòng)機(jī)在大于其額定電流的情況下運(yùn)行，但過載電流超過額定電流的倍數(shù)要小些。正是由于熱繼電器的熱慣性，才使得它在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)或短時(shí)過載時(shí)不會(huì)動(dòng)作，從而避免了電動(dòng)機(jī)的不必要的停車。在發(fā)生短路故障時(shí)，熔斷器在很短時(shí)間內(nèi)就熔斷，起到短路保護(hù)作用。因此，短路保護(hù)由熔斷器來完成。因此，常用的是雙脈沖觸發(fā)。寬脈沖觸發(fā)電路雖可以少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓器飽和，需將鐵心體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致雙閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 21 漏感增大，脈沖前沿不夠 陡，對(duì)于晶閘管串聯(lián)適用不利。 三相橋式逆變電路的觸發(fā)電路 觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖（見附錄 1）。 C5 為整流前濾波， C7 為整流后濾波。而 —Up 就被稱作負(fù)偏移電壓，由固態(tài)三端穩(wěn)壓器 7915 產(chǎn)生。而給定電壓和負(fù)偏移電壓可以由 給定電源來產(chǎn)生。 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 11 0 98 7 654321K J 0 0 4 圖 KJ004 的管腳排列 同步變壓器的設(shè)計(jì) 同步變壓器，為觸發(fā)脈沖信號(hào)提供電壓幅值 Us。的移相脈沖，正負(fù)半周脈沖相位比較均衡，并且輸出負(fù)載能力大，移相性能好，而且它對(duì)同步電壓要求低，目前廣泛應(yīng)用于單相、三相全控橋式晶閘管的雙脈 沖觸發(fā)。 （ 2） KJ004 芯片 KJ004 芯片，又叫做晶閘管移相觸發(fā)集成電路。它可以同時(shí)發(fā)出六路脈沖觸發(fā)。將它和三個(gè) KJ004 連接到一起就可以達(dá)到六路雙脈沖觸發(fā)電路，這樣三相橋式全控整流電路的各個(gè)晶閘管就可以按條件穩(wěn)定的進(jìn)行觸發(fā)，使電路可以正常的運(yùn)行。利用 R、 C、 L串聯(lián)電路的濾波特性，使晶閘管上的電壓缺口變平，從而把 tu dd/ 降低到晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率 tu dd/ 以下。 （ 2）晶閘管換相對(duì)產(chǎn)生的 tu dd/ 晶閘管整流電路在換相重疊角期間，兩相晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，相當(dāng)于線電壓短路，使電源電壓出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生很大的 tu dd/ 。對(duì)于帶有整流變壓器和交流側(cè)阻容保護(hù)晶閘管裝置，由于變壓器的漏感和阻容保護(hù)電路的作用，使作用于晶閘管的正向電壓上升率 tu dd/ 不會(huì)過大。因此應(yīng)對(duì) tu dd/進(jìn)行限制，使其小于晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率 tu dd/ 。這里采用空心電抗器取值為 H?30 。電抗器可以是空心電抗器、鐵心電抗器或若干個(gè)磁性圓環(huán)。限制 ti dd/ 的措施如下： （ 1） 交流側(cè)和直流側(cè)可采用阻容式保護(hù)電路，使電容放電電流不流經(jīng)晶閘管。 電流上升率的限制 晶閘管從阻斷到導(dǎo)通時(shí)，如電流上升率太大，雖然電流值未超過器件的額 定通態(tài)平均電流，由于晶閘管內(nèi)部電流還來不及擴(kuò)大到 PN 結(jié)的全部面積，可能在門極附近的 PN 結(jié)發(fā)生過熱而損壞．因此，作用于晶閘管的正向電流上升率 ti dd/ ，應(yīng)小于晶閘管的通態(tài)電流臨界上升率 ti dd/ 。因此選擇圖 的連接方式： ABC1 3 546 2 圖 過電流保護(hù) 快速熔斷器 選擇應(yīng)注意： （ 1）快速熔斷器的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值?？焖偃蹟嗥骺梢匝b設(shè)在交流側(cè)、直流側(cè)，或與晶閘管直接串聯(lián)。在這種情況下，采用快速熔斷器進(jìn)行保護(hù)。主要有采用快速熔斷器保護(hù)。 即： VUU Tm 2 ????? （ ） 電容耐壓為 VU 4 5 0~3 3 03 0 0)~( ??? （ ） 電阻功率為 : WfC UP mR 0 6262 ??????? ? （ ） 式中： f ——電源頻率（ Hz）； C ——與電阻串聯(lián)的電容值 ( F? )； mU ——晶閘管工作電壓峰值 (V)。阻容的參數(shù)較難計(jì)算，一股可按下表所述經(jīng)驗(yàn)公式選取。因此即使和晶閘管串聯(lián)的線路電感 L 很小，它所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ti dd 也很大，可達(dá)工作電壓峰值的幾倍，如不予抑制，很可能導(dǎo)致器件反向擊穿。換相時(shí)，晶閘管因承受反向電壓而在關(guān)斷的過程中，正向電流下降到零時(shí)，晶閘管內(nèi)部仍殘存著載流子。為了使其達(dá)到快速性，采用壓敏電阻做過電壓保護(hù)，其標(biāo)稱電壓為： VUSUU ndmA 1 6 4 3~1 4 7 )2~()2~()2~( 2m a x1 ???????? （ ） 取 VUmA 15001 ? 根據(jù)計(jì)算可以選擇壓敏電阻的型號(hào)為 MYG32D911K 型號(hào)。 標(biāo)稱電壓： VUU TmA 21 ????? （ ） 流通量： 應(yīng)大于實(shí)際可能產(chǎn)生的浪涌電流值，一般取 5 KA 以上； 根據(jù)以上計(jì)算可以得知壓敏電阻的型號(hào)為 MYG32D511K 型號(hào) 。壓敏電阻保護(hù)電路的接法如圖 所示，由于壓敏電阻的正反向特性對(duì)稱，因此三相電路用三個(gè)壓敏電阻，接成三角形。 （ 2）壓敏電阻保護(hù) 壓敏電阻是一種非線性電阻元件，它具有正反向相同且很陡的伏安特性，如圖 所示：在未擊穿時(shí)，漏電流很小 (微安級(jí) )，而放電容量很大，可通過數(shù)千安培的沖擊電流。如，在整流電路中有其他過電壓保護(hù)措施時(shí)，選取的電容值可略小于以上的計(jì)算值．在通常情況下，增大電容量能降低作用于晶閘管上的過電壓和電壓上升率，但若電容量太大，不僅電容器體積很大，而且會(huì)增加電阻的損耗，便電阻的體積加大，造成整個(gè)阻容裝置體積過大，電容量增大還會(huì)增加晶閘管導(dǎo)通時(shí)的電流上升率對(duì)晶閘管不利。選擇電阻 ?5 ，功率為 23W。選擇電阻 ?8 ，電阻功率為 32W。 圖 逆變變壓器側(cè)阻容保護(hù)裝置圖 對(duì)于單相電路，阻容參數(shù)的計(jì)算公式為： 226 USIC em? （ ） 電容的耐壓 ? emshIUSUR ? （ ） 電阻功率 : RIP RR 2)4~3(? （ ） 雙閉環(huán)控制的異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 6102 ??? cc fcUI ? （ ） 式中 :S —變壓器容量 )(kw , kwS ? ； 2U 變壓器二次相電壓有效值 )(V ； RI 通過電阻的電流 )(A ； emI 變壓器勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù)， AkV?100~10 的變壓器，對(duì)應(yīng)的 4~10?emI ,這里取 6?gmI ； shU 變壓器的短路比， AkV ?1000~10 的變壓器，對(duì)應(yīng)的 10~5?shU ，取6?shU ； mU 阻容兩端正常工作時(shí)的交流電壓峰值 )(V 。阻容保護(hù)主要用于吸收操作過電壓，非線性電阻保護(hù)主要用于抑制浪涌過電壓。 選取平波電抗器：當(dāng) AId ? 時(shí)的電感量為 11mH, AId ? 時(shí)電感量不小于 22mH。 （ 3）限制短路電流的上升率，是快速開關(guān)能及時(shí)動(dòng)作，盡可能避免損壞快速熔斷器。 ? ? dmIAVT IKI 2~)( ? （ ） 式中 ?IK （三相橋式電路、電感性負(fù)載） ? ? ? ? AI AVT 9 0 . 1 11~1 4 5 83 6 ~ ???? （ ） 取 AI AVT 160)( ? 因?yàn)? VUU nTm 60042422 2 ???? （