【正文】 時(shí)間常數(shù)：三相橋式電路的平均失控時(shí)間為=。晶閘管的觸發(fā)信號(hào)可以用交流正半周的一部分，也可用直流，還可用短暫的正脈沖。時(shí)波形觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)電路是電力電子裝置的重要組成部分。其波形如圖55所示。其電路如圖54所示：圖54　三相橋式電阻性負(fù)載全控整流電路要求共陰極的一組晶閘管要在自然換相點(diǎn)5點(diǎn)換相，而共陽(yáng)極的一組晶閘管則會(huì)在自然換相點(diǎn)6點(diǎn)換相。 表3 各晶閘管的同步電壓 晶閘管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主電路電壓+UaUc+UbUa+UcUb同步電壓Usa+UscUsb+UsaUsc+Usb 三相橋式全控整流電路分析三相橋式全控整流電路相當(dāng)于一組共陰極的三相半波和一組共陽(yáng)極的三相半波可控整流電路串聯(lián)起來(lái)構(gòu)成的。同步變壓器如圖53。其工作原理可參照鋸齒波同步的觸發(fā)電路進(jìn)行分析，或查閱有關(guān)的產(chǎn)品手冊(cè)。目前國(guó)內(nèi)常用KJ和KC系列，兩者生產(chǎn)廠家不同，但很相似。隨著集成電路制作技術(shù)的提高。串聯(lián)電阻R的作用一是阻尼LTC回路的震蕩，二是限制晶閘管開(kāi)通瞬間的損耗且可減小電流上升率di/dt。本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，變壓器的繞組為△—Y聯(lián)結(jié)，阻容保護(hù)裝置采用三角形接法，故可按下式計(jì)算阻容保護(hù)元件的參數(shù) 電容C的耐壓 ： 電阻R的功率：式中 ST—變壓器每相平均計(jì)算容量（VA）U2—變壓器次級(jí)相電壓有效值（V）—?jiǎng)?lì)磁電流百分比，當(dāng)ST≤幾百伏安時(shí)=10，當(dāng)ST≥1000伏安時(shí)=3~5UK%—變壓器的短路電壓百分比IC,UC—當(dāng)R正常工作時(shí)電流電壓的有效值（A，V） 對(duì)于本設(shè)計(jì)，UK%=5， =5，ST=（1）電容器的計(jì)算,取4,取1200V選擇=4μF，耐壓1200V的金屬化紙介電容(2) 電阻值的計(jì)算取R=20RC支路電流IC近似為電阻R的功率為②直流側(cè)的過(guò)電壓保護(hù)如圖： 圖32直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)電路 圖42直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)整流器直流側(cè)開(kāi)斷時(shí)，如直流側(cè)快速開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或橋臂快熔熔斷等情況，也在A、B之間產(chǎn)生 過(guò)電壓，如圖32所示本設(shè)計(jì)用非線(xiàn)性元?dú)饧种七^(guò)電壓，在A、B之間接入的是壓敏電阻。,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗，故：A 晶閘管的電流、電壓定額計(jì)算題目中要求晶閘管整流裝置=, , =136A ，晶閘管參數(shù)計(jì)算如下： ===242V===330V=2=2136=272A從《電氣工程師手冊(cè)》中查得滿(mǎn)足晶閘管型號(hào)選擇的晶閘管型號(hào)為：KP500表2 KP500型號(hào)通態(tài)平均電流IT（AV） A正向電流有效值IF(AV)A重復(fù)峰值電壓VRRM V觸發(fā)電流IGT mA推薦散熱器KP500500550200~2000≥500SZ13 平波電抗器電感量計(jì)算 由于電動(dòng)機(jī)電樞和變壓器存在漏感，因而計(jì)算直流回路附加電抗器的電感量時(shí)，要從根據(jù)等效電路折算后求所需電感量中，扣除上述兩種電感量。ε=,A=,B=0=，C=，UK%=5 = =366V 取U2=370V 次級(jí)電流I2和變壓器容量I2=KI2UK%—變壓器的短路電壓百分比，100千伏安以下的變壓器取UK%=5，100~1000千伏安的變壓器取UK%=5~8ε為電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)。時(shí)，整流電壓平均值與變壓器次級(jí)相電壓有效值之比。第四章 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計(jì)算 整流變壓器容量計(jì)算 次級(jí)電壓U2 為了保證負(fù)載能正常工作，當(dāng)主電路的接線(xiàn)形式和負(fù)載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓U2。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱(chēng)作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱(chēng)作外環(huán)。二者之間實(shí)行嵌套（串聯(lián)）聯(lián)接。這是就要考慮采用轉(zhuǎn)速、電流雙環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)。采用PI調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。表1運(yùn)算關(guān)系 電路結(jié)構(gòu)確定后既要進(jìn)行晶閘管的型號(hào)選擇：、額定電流大于2倍的電動(dòng)機(jī)額定電流確定。當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間承受反向電壓并且門(mén)極不管加不加觸發(fā)信號(hào)晶閘管關(guān)斷。整流的過(guò)程中,采用三相橋式全控整流電路。在生產(chǎn)實(shí)際中，還需要考慮具體生產(chǎn)機(jī)械的特殊情況，進(jìn)行補(bǔ)充和靈活運(yùn)用。（2）允許短時(shí)過(guò)載能力。（3）校核預(yù)選電動(dòng)機(jī)。這是決定電動(dòng)機(jī)額定功率的依據(jù)。 額定功率的選用考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、過(guò)載能力及起動(dòng)能力三個(gè)方面。（2）電動(dòng)機(jī)經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)，此時(shí)除考慮初期投資外，主要根據(jù)過(guò)渡過(guò)程能量損耗為最小的條件來(lái)選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。 電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選用一般可分為下列三種情況：（1）電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作，很少起動(dòng)、制動(dòng)或反轉(zhuǎn)。一般中、小型交流電動(dòng)機(jī)額定電壓為 220/380V或 380/660V。為了引出電流反饋，在電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖中必須把電樞電流顯露出來(lái)。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的主要形式仍然是以傳遞函數(shù)或零極點(diǎn)模型為基礎(chǔ)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。 Ks a 1/CeU*nUctIdEnUd0Un++ASR+U*iIdR R b ACRUiUPE 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖 實(shí)際上，在正常運(yùn)行時(shí)，電流調(diào)節(jié)器是不會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)的。當(dāng)調(diào)節(jié)器飽和時(shí)，輸出為恒值，輸入量的變化不再影響輸出，相當(dāng)與使該調(diào)節(jié)環(huán)開(kāi)環(huán)。 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)電路原理圖+++MTG++RP2nU*nR0R0UcUiTALIdRiCiUd++R0R0RnCnASRACRLMTGVRP1UnU*iLMMUPPPEASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器， TG—測(cè)速發(fā)電機(jī)，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 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜特性的關(guān)鍵是掌握PI調(diào)節(jié)器的穩(wěn)太特征。如果負(fù)載的生產(chǎn)工藝對(duì)運(yùn)行時(shí)的靜差率要求不高，這樣的開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)速，但是，對(duì)靜差率有較高要求時(shí)，開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿(mǎn)足要求。圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性，他們是按照電力電子變換器的控制電壓Uc為正電壓的情況標(biāo)出的，并考慮到運(yùn)算放大器的倒相作用。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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿(mǎn)足需要。一般的調(diào)速系統(tǒng)要求以穩(wěn)和準(zhǔn)為主，采用PI調(diào)節(jié)器便能保證系統(tǒng)獲得良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。該雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR和ACR一般都采用PI調(diào)節(jié)器。這樣就能做到既存在轉(zhuǎn)速和電流兩種負(fù)反饋?zhàn)饔糜帜苁顾鼈冏饔迷诓煌碾A段。IdLntIdOIdmIdLntIdOIdmIdcrnn(a)(b) (a)帶電流截止負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程 (b)理想快速起動(dòng)過(guò)程 調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的電流和轉(zhuǎn)速波形實(shí)際上，由于主電路電感的作用，電流不能突跳，為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下最快啟動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒流過(guò)程，按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么采用電流負(fù)反饋就能得到近似的恒流過(guò)程。這樣的理想起動(dòng)過(guò)程波形如圖1（b）所示，這時(shí)，啟動(dòng)電流成方波形，而轉(zhuǎn)速是線(xiàn)性增長(zhǎng)的。當(dāng)電流從最大值降低下來(lái)以后，電機(jī)轉(zhuǎn)矩也隨之減小，因而加速過(guò)程必然拖長(zhǎng)。但它只是在超過(guò)臨界電流值以后，靠強(qiáng)烈的負(fù)反饋?zhàn)饔孟拗齐娏鞯臎_擊，并不能很理想的控制電流的動(dòng)態(tài)波形。為了使元件免受在突發(fā)情況下超過(guò)其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了過(guò)電