【正文】 因整流變壓器供電的主電路采用三相全控橋式整流，其負(fù)載是調(diào)速電機(jī)，屬于大電感負(fù)載，所以初級和次級電流波形為矩肜波，二次電流3）次級容量，初級容量和平均計算容量 變壓器初，次級相數(shù) 考慮到變壓器的過載，要留有一定裕量，取100kVA。主磁通波形與原付繞組中感應(yīng)電勢的波形都接近正弦波，系統(tǒng)整流變壓器采用厶，吖”—ll接法，以減小高次諧波對系統(tǒng)的影響 2。 1．變壓器的接法 為了保證供電質(zhì)量，應(yīng)盡可能減少整流裝置，供電電流中的三次諧波(其它態(tài)次諧波所占比重很小)。圖111 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框圖第二章 主電路設(shè)計 主電路是在控制電路的控制下，向傳動電動機(jī)提供電能的重要環(huán)節(jié)，它由三相交流電源，整流裝置，傳動電機(jī)以及保護(hù)環(huán)節(jié)，附屬元件構(gòu)成，下面，將對主電路參數(shù)作以計算，并對個別環(huán)節(jié)做簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 造紙機(jī)不要求反轉(zhuǎn)不會經(jīng)常制動，單用回饋制動的經(jīng)濟(jì)意義不大，而且使系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜化。3） 回饋制動①實現(xiàn)方法 調(diào)速過程中的回饋制動：當(dāng)電動機(jī)工作在電動狀態(tài)，突然降低電樞電壓，感應(yīng)電動勢來不及變化，會使，實現(xiàn)回饋制動。圖18 能耗制動實現(xiàn)方法 ②機(jī)械特性 能耗制動時，電樞電壓U=0，因此， 有 制動電阻的選擇：值越小，機(jī)械特性越平滑，起始制動轉(zhuǎn)矩越大，制動就越迅速，但不能太小，否則制動電流和轉(zhuǎn)矩將超過電動機(jī)允許值。 ③電樞回路串電阻啟動 一般啟動電阻是多級電阻，在啟動過程中將電阻逐級切除。啟動前先調(diào)好勵磁電流，然后將電樞電壓由低向高調(diào)節(jié)，減壓啟動的機(jī)械特性如圖17所示，最低電壓所對應(yīng)的人為特性上的啟動轉(zhuǎn)矩（負(fù)載轉(zhuǎn)矩），隨著轉(zhuǎn)速上升，提高電壓以獲得需要的加速轉(zhuǎn)矩，隨著電壓升高，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不斷地提高，最后穩(wěn)定運(yùn)行在A點。 2）啟動方法 啟動方法有三種：直接啟動；減壓啟動；電樞回路串電阻啟動 ①直接啟動 直接啟動時的機(jī)械特性如圖16所示圖16 他勵直流電動機(jī)直接啟動時的機(jī)械特性 只有額定功率在幾百瓦以下的直流電動機(jī)才能在額定電壓下直接啟動，容量較大的電動機(jī)啟動時必須采取措施限制啟動電流。 此方案可使系統(tǒng)調(diào)整方案，調(diào)速性能良好，動態(tài)響應(yīng)快，抗干擾能力強(qiáng)，裝有定積分器，可以直接啟動，完全可以滿足系統(tǒng)對控制方案的要求，因此，控制方案選定為無靜差轉(zhuǎn)速，電流雙閉環(huán)控制。 速度外環(huán)采用PI調(diào)節(jié)器，消除了靜態(tài)速降，解決了動、靜態(tài)矛盾，運(yùn)行中系統(tǒng)表現(xiàn)為線性的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如果擾動作用在電流內(nèi)環(huán)，例如電網(wǎng)電壓的擾動，則電流環(huán)能夠及時調(diào)節(jié)。 6）無靜差單閉環(huán)速度負(fù)反饋控制方案 雖然能解決動、靜態(tài)矛盾，但動態(tài)速降比較大，動態(tài)響應(yīng)較慢。 4）單閉環(huán)速度負(fù)反饋控制方案 它能滿足靜態(tài)指標(biāo)的要求，但存在動靜態(tài)矛盾，且動態(tài)性能不好。 2）單閉環(huán)電壓負(fù)反饋控制方案 電壓反饋只能補(bǔ)償引起的速降，對引起的速降起不到作用，則故也不能滿足性能指標(biāo)的要求。 ▲電動機(jī)的型號選擇生產(chǎn)工藝對系統(tǒng)設(shè)計的特殊要求并不多，n=100r/min時，減速器與測速發(fā)電機(jī)與主電機(jī)配合會較為方便，所以選用Z94直流電動機(jī)。 ③根據(jù)同步變壓器二次側(cè)電壓矢量位置，定出同步變壓器TS的鐘點數(shù)和接法。 ②根據(jù)整流變壓器TS的接法與鐘點數(shù)，以電網(wǎng)某線電壓作參考矢量，畫出整流變壓器二次側(cè)也就是晶閘管陽極電壓的矢量。 實現(xiàn)同步的具體步驟如下。保證觸發(fā)脈沖在需要范圍內(nèi)移相，晶閘管裝置能正常良好地工作。當(dāng)鋸齒波移相采用PNP晶體管觸發(fā)電路時，與uv同相，如圖15所示。如改用PNP晶體管電路，則應(yīng)超前對應(yīng)的，如圖15（b）所示。輸入的同步電壓為，與管的陽極電壓對應(yīng)，兩者在三相橋式電路中要求特定的相位關(guān)系如圖15所示，觸發(fā)電路晶體管類型（PNP還是NPN）是指信號綜合的晶體管。 由此可知，每一個觸發(fā)電路的同步信號電壓與被觸發(fā)晶閘管的陽極電壓必須有怎樣的相位關(guān)系，決定于主電路的不同形式、不同的觸發(fā)電路、負(fù)載性質(zhì)以及不同的移相要求。同步信號電壓下標(biāo)的符號與被觸發(fā)晶閘管陽極電壓符號一致，如圖14（b）所示。要保證每個晶閘管的控制角一致，六塊觸發(fā)板1CF~6CF輸入的同步信號電壓也必須依次相隔。 （二）三相全控橋式電路的同步 圖14（a）為三相全控橋式電路的主電路接線，電網(wǎng)電壓為，經(jīng)整流變壓器T供給晶閘管橋路，對應(yīng)電壓為，其波形如圖14（c）所示。 （一）同步的概念 觸發(fā)脈沖必須在管子陽極電壓為正時的某一區(qū)間出現(xiàn)，晶閘管才能被觸發(fā)導(dǎo)通，而在常用的正弦波移相和鋸齒波移相觸發(fā)電路中，送出脈沖的時刻是由接到觸發(fā)電路不同相位的同步電壓來定位，由控制與偏移電壓的大小來決定移相，因此必須根據(jù)被觸發(fā)晶閘管的陽極電壓相位，正確供給各觸發(fā)電路特定相位的同步信號電壓，才能使觸發(fā)電路分別在各晶閘管需要觸發(fā)脈沖的時刻輸出脈沖。 （1）改善功率開關(guān)器件靜態(tài)性能 觸發(fā)電路應(yīng)保證觸發(fā)功率開關(guān)器件完全導(dǎo)通或關(guān)斷。指標(biāo)名稱單相半波單相全控三相半波三相半控三相全控適用范圍10ms以下10ms以下10ms以下10ms以下50ms最大調(diào)節(jié)滯后時間10ms10ms可逆或不可逆不可逆可逆可逆不可逆可逆輸出波形差差比單相好較好好使用功率范圍1kW下4kW下2030kW10kW以下10100kW 表13 各整流電路的性能和適用范圍 三相半波電路比單相電路整流波形平直，但每相只有周期導(dǎo)電，變壓器利用率低，且存在直流磁化。在對直流電壓的穩(wěn)定程度要求較低的電路中，穩(wěn)壓電源也可不要 三相相控整流主電路形式很多，有三相半波（三相零式）、三相全控橋式、三相半控橋式、雙反星形以及適用于大功率的十二相整流電路等。因此采用KGD為供電電源方案。 根據(jù)公式16及設(shè)計要求，確定本系統(tǒng)采用降壓電樞電壓調(diào)速。響應(yīng)曲線從零至到達(dá)并停留在穩(wěn)態(tài)值的正、負(fù)5%或2%誤差范圍內(nèi)所需的最小時間 3）超調(diào)量：在系統(tǒng)響應(yīng)過程中，輸出量的最大值超過穩(wěn)態(tài)值的百分?jǐn)?shù)，即（式15） 4）震蕩次數(shù)N：在過渡過程時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速振蕩的頻率 主要（頻域）動態(tài)性能指標(biāo)有： 1）相位裕度；2）開環(huán)截止頻率；3）h中頻寬度4）閉環(huán)諧振峰值（3） 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是指調(diào)速系統(tǒng)的性能價格比。（2） 動（暫）態(tài)指標(biāo) 對于穩(wěn)定的調(diào)速系統(tǒng)，通常以單位階躍信號輸入下，系統(tǒng)輸出的暫態(tài)過程（響應(yīng)）中的一些特征值來表示系統(tǒng)的動態(tài)性能指標(biāo)，典型系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，如圖12所示。3） 調(diào)速的平滑性 調(diào)速的平滑性用平滑系數(shù)表示，其定義為相鄰兩級轉(zhuǎn)速之比，即（式14） 調(diào)速級數(shù)越多，K越接近于1，平滑性越好。（2） 調(diào)速范圍 在額定負(fù)載下，系統(tǒng)可能運(yùn)行的最大轉(zhuǎn)速與最小轉(zhuǎn)速之比，稱為調(diào)速范圍。如圖12所示，特性曲線2的轉(zhuǎn)差率大于特性曲線1的轉(zhuǎn)差率。在可逆、可調(diào)速與高精度的拖動技術(shù)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，所以造紙機(jī)拖動系統(tǒng)采用直流電機(jī)拖動方案。另外，直流拖動系統(tǒng)啟動平穩(wěn)，制動迅速，具有較好的動態(tài)性能及較強(qiáng)的抗干擾能力。因此，電力系統(tǒng)已成為現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中廣泛采用的拖動方式，它具有許多其它拖動方式無法比擬的優(yōu)點，電力拖動系統(tǒng)由電動機(jī)、傳動結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)機(jī)械、控制設(shè)備和電源五部分，它們之間的關(guān)系如圖11所示。電力拖動的根本任務(wù)在于通過電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)機(jī)械所需的機(jī)械能，以求滿足工業(yè)企業(yè)完成加工工藝和生產(chǎn)過程的要求。電能的生產(chǎn)、變換、傳送、分配使用和控制等各個環(huán)節(jié)都離不開電機(jī)。5. 動態(tài)性能好，抗干擾性能強(qiáng)電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，存在電網(wǎng)擾動，或者負(fù)載擾動，此時系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動抗擾調(diào)節(jié)，具有良好的抗擾性能。突然啟動，由于慣性，可能打壞機(jī)械變速箱齒輪，可能劃傷造紙機(jī)。 According to the design requirements, draw substation a system diagram. Keywords: substation, transformer, Shortcircuit current, Electrical equipment緒 論 造紙機(jī)早已在工業(yè)領(lǐng)域里占有重要的地位，得到廣泛應(yīng)用，其工藝中應(yīng)把握這樣幾個特點：，為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須保證拖動電機(jī)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。 In the choice to qualify。此機(jī)電設(shè)備廠變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計包括：變電所主接線方案的選擇；進(jìn)出線的選擇；短路計算和開關(guān)電氣設(shè)備的選擇；根據(jù)設(shè)計要求，繪制變電所一次系統(tǒng)圖等。本設(shè)計在機(jī)械廠具體資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)變電所設(shè)計的一般原則和步驟，完成了變電所一次系統(tǒng)的設(shè)計。遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 姓 名： 專 業(yè)： 自動化 學(xué) 院： 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 學(xué)習(xí)形式： 自考 助學(xué)單位： 石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院 指導(dǎo)教師： 2012年 8月