v-m雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計-文庫吧資料
2025-06-11 05:50本頁面
【正文】 樣的過電流倍數(shù)下，它可以在晶閘管損壞之前熔斷，這是晶閘管過電流保護的主要措施。晶閘管過電流的保護措施有下列幾種： （ 1） 快速熔斷器 普通熔斷絲由于熔斷時間長，用來保護晶閘管很可能在晶閘管燒壞之后熔斷器還沒有熔斷，這樣就起不了保護作用。晶閘管發(fā)生過電流的原因主要有：負載端過載或短路；某個晶閘管被擊穿短路，造成其他元件的過電流；觸發(fā)電路工作不正?；蚴芨蓴_，使晶閘管誤觸發(fā)，引起過電流。串阻的目的是為了在能量轉(zhuǎn)化過程中能消耗一部分能量，并且抑制 LC 回路的振蕩。阻容吸收電路的參數(shù)計算式根據(jù)變壓器鐵芯磁場釋放出來V T 5V T 3V T 1V T 4 V T 6 V T 2ABCabcF1F2F3C1C2C3C4C5C6R1R2R3R4R5R6+Ud 10 的能量轉(zhuǎn)化為電容器電場的能量存儲起來為依據(jù)的。按過壓保護的部位來分，有交流側(cè)保護，直流側(cè)保護和元件保護。 圖 整流電路及晶閘管保護電路 過電壓保護和 du/dt 限制 凡是超過晶閘管正常工作是承受的最大峰值電 壓的都算過電壓。為了使晶閘管裝置能長期可靠運行，除了合理選擇元件外，還須針對元件工作的條件設(shè)置恰當(dāng)?shù)谋Ｗo措施。因此，常用的是雙脈沖觸發(fā)。寬脈沖觸發(fā)電路雖可少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓器飽和，需將鐵芯體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致漏感增大，脈沖前沿不夠陡，對于晶閘管串聯(lián)使用不利。為此，可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于 ?60 （一般取 oo80 ~100 ），稱為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā) 9 某個晶閘管的同時，給前一個 晶閘管補發(fā)脈沖，即用兩個窄脈沖代替寬脈沖，兩個窄脈沖的前沿相差 ?60 ，脈寬一般為 oo20~30 ，稱為雙脈沖觸發(fā)。 3）整流輸出 電壓 du 一周期脈動 6 次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為六脈波整流電路。 2）對觸發(fā)脈沖的要求：六 個晶閘管的脈沖按 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6 的順序相為，相位依次相差 ?60 ；共陰極組 VT VT VT5 的脈沖依次差 ?120 ， 共陽極組 VT VT VT2 也依次差 ?120 。 三相橋式全控整流電路的原理如圖 所示，習(xí)慣將其中陰極連接在一起到3 個晶閘管（ VT VT VT5）稱為共陰極；陽極連接在一起的 3 個晶閘管（ VTVT VT2）稱為共陽極，另外通常習(xí)慣晶閘管從 1 至 6 的順序?qū)?，為此?晶閘管按圖示的順序編號，即共陰極組中與 a， b， c 三相電源相接的 3 個晶體管分別是 VT VT VT5,共陽極組中與 a， b， c 三相電源相接的 3 個晶閘管分別是VT VT VT2。同時，由于電機的容量較大，又要求電流的脈動小。并且晶閘管可控整流裝置無噪聲、無磨損、響應(yīng)快、體積小、重量輕、? ? ? ? ? ?( ) d m( 1 .5 2 ) 1 .5 ~ 2 0 .3 6 8 2 2 0 1 .5 1 8 2 .1 6 2 4 2 .8 8 AT A V fbI K I? ? ? ? ? ? ? ～ 8 投資省?？紤]使電路簡單、經(jīng)濟且滿足性能要求，選擇晶閘管三相全控橋整流器供電方案。 在 VM 系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器給定電壓，即可移動觸發(fā)裝置 GT 輸出脈沖的相位，從而方便的改變整流器的輸出瞬時電壓 Ud。直流斬波器和脈寬調(diào)制交換器采用 PWM 受器件限制，適用于中、小功率的系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變流機組簡稱 GM 系統(tǒng)，適用于調(diào)速要求不高，要求可逆運行的系統(tǒng)，但其設(shè)備多、體積大、費用高、效率低、維護不便。當(dāng) 0?? 時，三相全控橋電路 fbK = 故晶閘管額定電流 取 其電流定額為 200A。一般取其通態(tài)平均電流為此原則所得計算結(jié)果的 倍。 7 晶閘管的額定電 流計算 晶閘管的電流定額主要由其通態(tài)平均電流 TI 來標稱，規(guī)定為晶閘管在環(huán)境為 C?40 和規(guī)定的冷卻狀態(tài)下，穩(wěn)定結(jié)溫不超過額定結(jié)溫是允許流過的最大工頻正弦半波電流的平均值。選用時，額定電壓要留有一定裕量，一般取額定電壓為正常工作電壓時晶閘管所承受峰值電壓的 23 倍。 根據(jù)本電路形式查表可得 K2=，所以 2 1 .0 4 5 2 2 0 1 0 .4 5 m H1 0 % 2 2 0L ???? 電動機電感量 LD 的計算 電動機電感量 LD（單位 mH） 可按下式計算 3102DdD dKUL pnI?? 式中 Ud 、 Ld、 n— 直流電動機額定電壓、額定電流和額定轉(zhuǎn)速； P— 電動機磁極對數(shù) ； DK — 計算系數(shù)，對一般無補償電機 取 DK =8~12。因此，應(yīng)在直流側(cè)傳入平波電抗器，用來限制輸出電流的脈動量。該脈動電流可以看成一個恒定直流分量和一個交流分量組成。通常首先給定最小電流 inmI (以A 為單位通常取電動機額定電流的 5%10%)，再利用它計算所需的總電感量（以mH 為單位），減去電樞電感，即得平波電抗器應(yīng)有的電感值。 平波電抗器參數(shù)計算 在 VM 系統(tǒng)中，脈動電流會增加電機的發(fā)熱，同時也產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩，對生產(chǎn)機械不利，為了避免或減輕這種影響，須設(shè)置平波電抗器。 圖 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 4 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算 變壓器參數(shù)選取 變壓器二次側(cè)電壓 U2 的計算 由于整流輸出電壓 du 的波形在一周期內(nèi)脈動 6 次的波形相同，因此在 計算時只需對一個脈沖進行計算。兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR的輸出限幅電壓 Uim*決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸出限幅電壓 Ucm 限制了電 4 力電子電換器的最大輸出電壓 Udm。 圖 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原 理框圖 圖 說明： ASR— 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器， ACR— 電流調(diào)節(jié)器， TG— 測速發(fā)電機，TA— 電流互感器， UPE— 電力電子變換器， Un*— 轉(zhuǎn)速給定電壓， Un— 轉(zhuǎn)速反饋電壓， Ui*— 電流給定電壓， Ui— 電流反饋電壓。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。為了實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。但是，如果對系統(tǒng)的動態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足 需要。這時就要采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。 3 3 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制電壓 Uc 就可改變電動機的轉(zhuǎn)速。 ： PN=90KW， UN=440V， IN=220A， nN=1800r/min， Ra=Ω，λ =。 ，課程設(shè)計總結(jié)，撰寫設(shè)計計算說明書。 ：根據(jù)技術(shù)要求，對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，確定 ASR 調(diào)節(jié)器與ACR 調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)型式及進行參數(shù)計算，使調(diào)速系統(tǒng)工作穩(wěn)定，并滿足動態(tài)性能指標的要求。 （包括有變壓器、電力電子器件、平波電抗器與保護電路等）。 、過電流等保護，并且有制動措施。 態(tài)性能指標：轉(zhuǎn)速超調(diào)量δ n＜ 8%，電流超調(diào)量δ i＜ 5%，動態(tài)速降Δ n≤ 810%，調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程時間（調(diào)節(jié)時間） ts≤ 1s 。 2 2 課程設(shè)計概述與要求 課程設(shè)計概述 某電動拖車， VM 雙閉環(huán)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)，技術(shù)要求： ，負載電機不可逆運行，具有較寬的調(diào)速范圍（ D≥ 10），系統(tǒng)在工作范圍內(nèi)能穩(wěn)定工作。 盡當(dāng)今功率半導(dǎo)體變流技術(shù)
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