【正文】 管的數(shù)目為N ，則每個晶閘管反向重復(fù)電壓由式確定： （45）式中： ： 電壓計算系數(shù)，如上表： 均壓系數(shù)，~。見上表IdN： 轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值（3）逆變變壓器一次側(cè)線電流： （43）式中：IT1 ：逆變變壓器一次側(cè)線電流KIL：變壓器一次側(cè)線電流計算系數(shù)。（1）逆變壓器二次側(cè)線電壓：根據(jù)最低轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子最大整流電壓與逆變器最大電壓相等的原則確定： （41）式中：UT2：逆變變壓器二次側(cè)線電壓Udmax ： 轉(zhuǎn)子整流器最大輸出直流電壓KUV： 整流電壓計算系數(shù)。除了功率，波形以外，選擇逆變器的效率也非常重要，效率越高則在逆變器身上浪費的電能就少，用于電器的電能就更多，特別是你是小功率系統(tǒng)時這點的重要性更正確。如一臺逆變器輸入了100瓦的直流電，輸出了90瓦的交流電，那么,它的效率就是90％。純正弦波逆變器如同上文所述，逆變器在工作時其本身也要消耗一部分電力，因此，它的輸入功率要大于它的輸出功率。根據(jù)用途不同，分為獨立控制逆變器，并網(wǎng)逆變器。方波逆變器的制作采用簡易的多諧振蕩器，其技術(shù)屬于50年代的水平，將逐漸退出市場。總括來說，正弦波逆變器提供高質(zhì)量的交流電，能夠帶動任何種類的負(fù)載，但技術(shù)要求和成本均高。如所帶的負(fù)載過大，方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負(fù)載中的容性電流增大，嚴(yán)重時會損壞負(fù)載的電源濾波電容。方波逆變器輸出的則是質(zhì)量較差的方波交流電，其正向最大值到負(fù)向最大值幾乎在同時產(chǎn)生，這樣，對負(fù)載和逆變器本身造成劇烈的不穩(wěn)定影響。主要分兩類，一類是正弦波逆變器，另一類是方波逆變器。我們處在一個“移動”的時代，移動辦公，移動通訊，移動休閑和娛樂。簡單地說，逆變器就是一種將低壓（12或24伏或48伏）直流電轉(zhuǎn)變?yōu)?20伏交流電的電子設(shè)備。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。應(yīng)急電源，一般是把直流電瓶逆變成220V交流的。如選擇不當(dāng)，則或者不能安全工作，甚至燒了管子；或者大材小用，造成浪費。對于元件不并聯(lián)的情況下取上值 本章對整流電路的主要參數(shù)進(jìn)行了以下分析，有對二極管的原理進(jìn)行了介紹，最終通過計算和比較得到了相應(yīng)的參數(shù)，最終通過查閱相關(guān)的手冊，進(jìn)行了較為細(xì)致的比較，得到了課題所要選擇的二極管。 轉(zhuǎn)子整流器的參數(shù)計算與元件選擇轉(zhuǎn)差率計算公式 （31）式中： ：電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，近似等于電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nmin ：串級調(diào)速系統(tǒng)的最低工作轉(zhuǎn)速D ：調(diào)速范圍 （32）　轉(zhuǎn)差率 （33）　最大轉(zhuǎn)差率 （34） （35）輸出電壓計算公式 （36）式中：E20：轉(zhuǎn)子開路相電勢 KUV ：整流電壓計算系數(shù)，見下表：符號三相帶中線1三相橋2雙三相橋串聯(lián)4雙三相橋并聯(lián)1表1 變流器主電量計算系數(shù)最大輸出電壓為 （37） （38）式中：λm ：電動機(jī)的電流過載倍數(shù)，近似等于轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)2倍　　 I2N ：轉(zhuǎn)子線電流額定值　　 KIV ：整流電壓計算系數(shù)，見上表Idr ：轉(zhuǎn)子整流器輸出直流電流額定值 （39）考慮到轉(zhuǎn)子電流畸變等因素而引其的系數(shù)則 （310）設(shè)每個橋臂上串聯(lián)的整流二極管數(shù)目為N=3，則每個二極管的反向重復(fù)UKRM為 （311）式中：KUT ： 電壓計算系數(shù)，見上表E2n：轉(zhuǎn)子開路相電勢KAV ：均壓系數(shù)，,對于元件不要串聯(lián)時取1由上式可見，整流二極管所承受的最高電壓與最低電壓與系統(tǒng)的調(diào)速范圍D有關(guān)，調(diào)速范圍越高，元件承受的電壓越高則：在大容量串級調(diào)速系統(tǒng)中，需要將幾個整流二極管并聯(lián)使用。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)不存在外加電壓時，由于PN 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。 整流二極管主要用于各種低頻半波整流電路，如需達(dá)到全波整流需連成整流橋使用。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造(摻雜較多時容易反向擊穿）。 整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。若加相反的電壓，則反向電流很小（反向漏電流），稱為反向阻斷狀態(tài)。P區(qū)的載流子是空穴，N區(qū)的載流子是電子。第3章 整流二極管的選擇整流二極管電能轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娔艿陌雽?dǎo)體器件?？刂齐姍C(jī)型號JRNT15124額定功率1050KW額定功率轉(zhuǎn)子電壓/電流1045V / 627A最高/最低轉(zhuǎn)速1484 / 690 r/min效率%功率因數(shù)控制裝置型號JC4800A/800V表1 控制電機(jī)的相關(guān)系數(shù)本章開始對串級調(diào)速的原理進(jìn)行了簡單的介紹。對于在長期低速運行的串調(diào)速系統(tǒng)，應(yīng)該取大一點： 按照常規(guī)運算方式計算的電動機(jī)容量從產(chǎn)品手冊中選擇的電動機(jī)容量P ≥本設(shè)計采用的是哈爾濱九洲電氣股份有限公司的內(nèi)反饋串級調(diào)速電機(jī)及其控制裝置技術(shù)手冊提供的有關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)計而成。顯然，系統(tǒng)在穩(wěn)定工作時，必有。圖中的TI為逆變變壓器，L為平波電抗器。 串級調(diào)速四種基本狀態(tài)方式下能量傳遞方式如下圖示，圖中不計電動機(jī)內(nèi)各種損耗，即認(rèn)定定子輸入功率P即為轉(zhuǎn)子輸出功率。串級調(diào)速的原理如圖 圖23 串級調(diào)速的附加電勢原理圖24 串級調(diào)速的等效附加電勢原理圖25 串級調(diào)速電機(jī)等效原理圖圖25 串級調(diào)速流程圖 假定異步電動機(jī)的外加電源電壓U1及負(fù)載轉(zhuǎn)矩ML都不變．則電動機(jī)在調(diào)速前后轉(zhuǎn)子電流近似保持不變。串級調(diào)速是十分經(jīng)典的電機(jī)調(diào)速方法，即轉(zhuǎn)子側(cè)附加反電動勢調(diào)速，其主要原理是在轉(zhuǎn)子回路中串入附加反電動勢，通過改變附加反電動勢的大小，來達(dá)到改變轉(zhuǎn)子電流進(jìn)而改變電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的目的。首先，他應(yīng)該是平滑調(diào)節(jié)的，以滿足對電動機(jī)轉(zhuǎn)速平滑的要求；其次，從節(jié)能的角度考慮，希望產(chǎn)生附加直流電動勢的裝置能夠吸收從異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)傳遞來的轉(zhuǎn)差功率并加以利用，把轉(zhuǎn)差功率回饋給交流電網(wǎng)這樣才能提高調(diào)速系統(tǒng)的效率。這樣，就把交流變壓變頻這一復(fù)雜問題，轉(zhuǎn)化為與頻率無關(guān)的直流變壓問題，使問題的分析與工程實現(xiàn)方便多了。圖22 串級調(diào)速低于同步速度電動狀態(tài)運行下的能量傳遞關(guān)系在異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中附加交流電動勢調(diào)速的關(guān)鍵就是在轉(zhuǎn)子側(cè)串入一個可變頻、可變幅的電壓。由于電機(jī)在低于同步轉(zhuǎn)速下工作，故稱為次同步轉(zhuǎn)速的電動運行。由于軸上帶有反抗性負(fù)載，電機(jī)在Ten坐標(biāo)系的第一象限作電動運行，轉(zhuǎn)差率為。若在轉(zhuǎn)子側(cè)每相加電動勢Eadd，根據(jù)式（23），轉(zhuǎn)子電流Ir將減小，從而使電機(jī)減速，并進(jìn)入新的穩(wěn)定工作。這里僅研究電機(jī)在次同步轉(zhuǎn)速下作電動運行狀態(tài)。從功率傳送的角度看，可以認(rèn)為是用控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子中轉(zhuǎn)差率的大小與流向來實現(xiàn)對電動機(jī)的調(diào)節(jié)。如上所述，在繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)引入一個可控的附加電動勢并改變其數(shù)值，就可以實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。此時式（22）與式（23）的平衡關(guān)系為： （24）同理可知，若減小+Edd或串入反向的附加電動勢Eadd，則可使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速降低。設(shè)在未串入附加電動勢前電動機(jī)原來在某一轉(zhuǎn)差率下穩(wěn)定運行。此時轉(zhuǎn)子回路的相電流表達(dá)是為： （23）圖21 轉(zhuǎn)子回路當(dāng)電機(jī)處于電動狀態(tài)時，其轉(zhuǎn)子電流Ir與負(fù)載大小有直接關(guān)系。此外，轉(zhuǎn)子頻率也與s成正比。 第2章 串級調(diào)速原理及基本類型串級調(diào)速源于英語“cascade control”，意為“級聯(lián)控制”，就是指當(dāng)時異步機(jī)轉(zhuǎn)子與外附的直流電動機(jī)兩級聯(lián)接所形成的調(diào)速，雖然后來改進(jìn)，用靜止的電力電子變流裝置和變壓器取代直流電動機(jī)，但串級調(diào)速的稱謂被習(xí)慣地沿用下來。本章從高壓大容量異步電動機(jī)的節(jié)能調(diào)速談起，闡述了交流電動機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，給出了常用調(diào)速方法的分類。在能源日趨緊張的今天，節(jié)能作為一項重要的技術(shù)政策，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。此次設(shè)計主要內(nèi)容是讓我們應(yīng)用已掌握的知識，完成晶閘管串級調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計、參數(shù)定額計算、以及系統(tǒng)的建模與仿真，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)理論與實踐的結(jié)合，這次設(shè)計，讓我更深刻的理解串級調(diào)速的原理知識，而且還能鍛煉個人動手能力和設(shè)計能力，加強本環(huán)節(jié)的掌握，對個人以后更好工作學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此，對于高壓大容量的場合，該調(diào)速方式具有突出的優(yōu)越性。調(diào)速范圍可達(dá)2:1，調(diào)速效率高，由于調(diào)節(jié)繞組的存在而在調(diào)速系統(tǒng)中取消了系統(tǒng)中的逆變變壓器，使系統(tǒng)的體積縮小，造價更低，而且如果系統(tǒng)對調(diào)節(jié)繞組采取了補償，可使得系統(tǒng)在調(diào)速時的功率因數(shù)更高。為了避開串并聯(lián)的困難和減少轉(zhuǎn)矩脈振，發(fā)展大型電機(jī)的多相技術(shù)是十分有利的，不僅有利于電機(jī)，同時也有利于抑制電網(wǎng)的諧波污染。并聯(lián)需要很好解決靜、動態(tài)均流問題。因此，研究性能更優(yōu)越、節(jié)能效果更好的調(diào)速系統(tǒng)，有著重要的現(xiàn)實意義。但由于國內(nèi)適合風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的高壓變頻器還沒有成熟定型產(chǎn)品，國外高壓變頻器價格十分昂貴，推廣應(yīng)用受到很大限制。因此，高壓大功率電動機(jī)驅(qū)動的風(fēng)機(jī)、水泵采用調(diào)速傳動，其節(jié)能效果將更加明顯。眾所周知，在風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能措施中調(diào)速運行是最有效的。據(jù)統(tǒng)計，泵和風(fēng)機(jī)的耗電量占到整個工業(yè)用電量的40%以上，而風(fēng)機(jī)、水泵用電量的30%一40%消耗在調(diào)節(jié)閥門及電網(wǎng)壓降上，使用中存在運行效率低的缺點，這樣就造成了電能的巨大浪費，與經(jīng)濟(jì)運行標(biāo)準(zhǔn)還有相當(dāng)大的差距，所以這類負(fù)載的節(jié)能潛力相當(dāng)大。但要使頻率和端電壓同時可調(diào)，需要一套專門的變頻裝置，使投入的設(shè)備增多，成本增大。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好的場合。調(diào)速范圍大，特性硬，精度高。其特點是:效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗。如PWM交直交變壓變頻器，它仍是一個交直交變壓變頻裝置，只是整流器UR是不可控的，它的輸出電壓經(jīng)電容濾波(可附加小電感限流)后形成恒定幅值的直流電壓，加在逆變器UI上，逆變器的功率開關(guān)器件采用全控式器件，按一定規(guī)律控制其導(dǎo)通或斷開，