武漢理工大學(xué)電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計說明書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
2025-07-29 06:22本頁面
【正文】 電壓保護 ①交流側(cè)過電壓的保護圖31 采用RC過電壓抑制電路如圖31所示，在變壓器次級并聯(lián)RC電路，以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場能而存儲起來，串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能產(chǎn)生的震蕩。 平波電抗器電感量計算 由于電動機電樞和變壓器存在漏感，因而計算直流回路附加電抗器的電感量時，要從根據(jù)等效電路折算后求得的所需電感量中，扣除上述兩種電感量?？砂聪率接嬎悖篒T（AV）=(~2)KfbIMAX，式中計算系數(shù)Kfb=Kf/，Kf為波形系數(shù)，Kb為共陰極或共陽極電路的支路數(shù)。 晶閘管額定電流IT（AV） 為使晶閘管元件不因過熱而損壞，需要按電流的有效值來計算其電流額定值。,且忽略變壓器一二次側(cè)之間的能量損耗，故I2=220= S=1/2（S1+S2）=m1U1I1=m2U2I2=3270= 晶閘管的電流、電壓定額計算 晶閘管額定電壓UTN晶閘管額定電壓必須大于元件在電路中實際承受的最大電壓Um，考慮到電網(wǎng)電壓的波動和操作過電壓等因素，還要放寬2~3倍的安全系數(shù)，即按下式選取UTN=（2~3）UM式中系數(shù)2~3的取值應(yīng)視運行條件，元件質(zhì)量和對可靠性的要求程度而定。 次級電流I2和變壓器容量I2=KI2 nUT—表示主電路中電流經(jīng)過幾個串聯(lián)晶閘管的管壓降 對于本設(shè)計：為了保證電動機負載能在額定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn),計算所得的U2應(yīng)有一定的裕量,根據(jù)經(jīng)驗所知,公式中的控制角應(yīng)取300為宜。 UK%—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%=5~8 ε為電網(wǎng)電壓波動系數(shù)。時，整流電壓平均值與變壓器次級相電壓有效值之比。3 調(diào)速系統(tǒng)主電路元部件的確定及其參數(shù)計算 整流變壓器容量計算 次級電壓U2 為了保證負載能正常工作，當(dāng)主電路的接線形式和負載要求的額定電壓確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計算整流變壓器次級電壓U2。通過電壓進而調(diào)節(jié)整流裝置的輸出，即電機的電樞電壓，由于轉(zhuǎn)速不能突變，電樞電壓改變后，電樞電流跟著發(fā)生變化，相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩也跟著變化，由可知，只要與不相等那么轉(zhuǎn)速n會相應(yīng)的變化。 圖22 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理框雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示，速度調(diào)節(jié)器根據(jù)轉(zhuǎn)速給定電壓和速度反饋電壓的偏差進行調(diào)節(jié)，其輸出是電流的給定電壓（對于直流電動機來說，控制電樞電流就是控制電磁轉(zhuǎn)矩，相應(yīng)的可以調(diào)速）。為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。二者之間實行嵌套（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)定的前提下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。如果負載的生產(chǎn)工藝對運行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，但是，對靜差率有較高要求時，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。為了使元件免受在突發(fā)情況下超過其所承受的電壓電流的侵害，電路中加入了過電壓、過電流保護裝置。由于電網(wǎng)電壓與工作電壓常常不一致，故在主電路前端需配置一個整流變壓器，以得到與負載匹配的電壓，同時把晶閘管裝置和電網(wǎng)隔離，可起到降低或減少晶閘管變流裝置對電網(wǎng)和其他用電設(shè)備的干擾。晶閘管與 按A相，晶閘管與 按B相，晶閘管與 按C相，晶閘管接成共陽極組，晶閘管 接成共陰極組。為了構(gòu)成一個完整的電流回路，要求有兩個晶閘管同時導(dǎo)通，其中一個在共陽極組，另外一個在共陰極組。三相全控橋整流電路實際上是組成三相半波晶閘管整流電路中的共陰極組和共陽極組串聯(lián)電路，如圖21所示，三相全控橋整流電路可實現(xiàn)對共陰極組和共陽極組同時進行控制，控制角都是。三相全控橋整流電路是目前應(yīng)用最廣泛的整流電路，其輸出電壓波動小，適合直流電動機的負載，并且該電路組成的調(diào)速裝置調(diào)節(jié)范圍廣（將近50）。由改變電源電壓調(diào)速系統(tǒng)的機械特性方程式 n=( Ud/CeФ)(RO+Ra)T/ CeCTФ2 ①Ud 整流電壓 RO 整流裝置內(nèi)阻 由上式可知，改變Ud，即可改變轉(zhuǎn)速n。 2． 設(shè)計內(nèi)容： （1）系統(tǒng)原理圖設(shè)計；（2）對轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)；（3）主電路，控制電路，保護電路設(shè)計；（4）系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)圖，動態(tài)圖繪制；（5）主電路選擇計算，校驗； 2 主電路選型和閉環(huán)系統(tǒng)的組成 設(shè)計思路本設(shè)計中直流電動機由單獨的可調(diào)整流裝置供電，采用三相橋式全控整流電路作為直流電動機的可調(diào)直流電源。 1設(shè)計任務(wù)初始條件及要求（1）技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電動機：PN=90KW，UN=440V ，IN=220A ， nN=1800r/min最大允許電流 Idbl=三相全控整流裝置：Ks=4048電流過載倍數(shù)為系統(tǒng)主電路：R∑=，機電時間常數(shù)Tm=（2） 技術(shù)指標(biāo) 穩(wěn)態(tài)指標(biāo)：無靜差 動態(tài)指標(biāo)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量δn＜8%，電流超調(diào)量5%，
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