【正文】 ）過大，雖然電流值未超過元件的額定值，但由于晶閘管內(nèi)部電流還未來得及擴(kuò)大到 PN 結(jié)的全部面積，故導(dǎo)致在門極附近的 PN 結(jié)面因電流密度過大而燒毀。為防止誤導(dǎo)通對作用于晶閘管的正相電壓上升率應(yīng)有一定的限制。 直流側(cè)保護(hù)可以采用即采用阻容保護(hù)和非線性元件保護(hù)。串連電阻能消耗部分產(chǎn)生過電壓的能量，并一直 LC 回路的震蕩。 在變壓器二次測并聯(lián)電阻和電容可以把變壓器繞組中釋放出的電磁能量轉(zhuǎn)化為電容器的電場能量儲存起來。 我們無法從根本上消除產(chǎn)生過電壓得根源，只能設(shè)法將過電壓的幅值抑制在安全限度之內(nèi)。在承受過電壓時，則會立即發(fā)生反向擊穿或正相轉(zhuǎn)折。若安置了熔斷器，那么，熔斷器就會在電流異常升高到一定的高度和一定的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用 。所以，必須選用快速動作的保護(hù)電器來實施保護(hù)，快速熔斷器為最普遍使用的一種快速熔斷裝置。 選取理由：晶閘管熱容量比較小以及從管芯到散熱器的傳導(dǎo)途徑中要遭受一系列的熱電阻。在不同過電流區(qū)域合理的選用保護(hù)電器是能否對晶閘管起到保護(hù)作用的關(guān)鍵。 過電流保護(hù)就是根據(jù)晶閘管允許的過電流能力，設(shè)法限制短路電流峰值，配合反映靈敏的 保護(hù)措施，使短路電流持續(xù)時間盡量縮短以達(dá)到保護(hù)晶閘管的目的。 過電流保護(hù) 晶閘管裝置出現(xiàn)的元件誤導(dǎo)通、擊穿或傳動裝置生產(chǎn)機(jī)械過載及機(jī)械故障引起的電機(jī)堵轉(zhuǎn)等，都會導(dǎo)致流過整流元件的電流大大超過其正常工作電流，即產(chǎn)生過電流。為使晶閘管裝置能正常工作而不至于損壞，只靠合理的選擇元件還不行，還要十分重視保護(hù)環(huán)節(jié)，以防不測。一般來說，此時電機(jī)所允許的最大電流為 Idb IIndb )( ?? (22) 由上式知，在本設(shè)計加入電流截止負(fù)反饋后流過晶閘管的最大電流應(yīng)為： AII nm ???? 為保有裕量 Im 取 ，以保證晶閘管的正常工作。電機(jī)啟動時，電路中流過的電流最大，在電路未加任何保護(hù)措施時，相當(dāng)于全壓啟動，產(chǎn)生較大的啟動電流。 原因：晶閘管工作時，外加電壓峰值瞬時超過反相不重復(fù)峰值電壓時即可造成永久損壞，并且由于環(huán)境溫度升高或散熱不良，均可能使正反向轉(zhuǎn)折電壓值下降，特別在使用時會出現(xiàn)各種過電壓，選 取晶閘管的額定電壓值應(yīng)為其實際工作時最大電壓的 23 倍。 第 11 頁 (2)晶閘管電壓要求：晶閘管的額定電壓在三相全控整流電路供給直流電的情況下為線電壓的峰值。為保有裕量應(yīng)乘以相關(guān)系數(shù)。整流變壓器二次測額定電流選擇為 。當(dāng)晶閘管的陽極和陰極之間承受反向電壓并且門極不管加不加觸發(fā)信號晶閘管 都是處于關(guān)斷狀態(tài) 。 整流的過程中 ,采 用 三相 橋式 全 控 整流電路 。一般的變壓器有整流跟變壓兩項功能 ,其中整流是把交流變直流。故只需一個三 相 橋式整流電路并配套一套觸發(fā)電路即可達(dá)到要求。在控制作用的快速性上，晶閘管整流器為毫秒級，能大大提高系統(tǒng)的動態(tài)性能。晶閘管整流裝置在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上有突出優(yōu)勢。如圖 110。 圖 19抗負(fù)載擾動 （ 2）抗電網(wǎng)電壓擾動 電網(wǎng)電壓變化也會對調(diào)速系統(tǒng)產(chǎn)生擾動作用。 （ 1）抗負(fù)載擾動 負(fù)載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 來產(chǎn)生抗負(fù)載擾動的作用。對于調(diào)速系統(tǒng)，最重要的動態(tài)性能是抗擾性能。 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點(diǎn)：飽和非線性控制；轉(zhuǎn)速超調(diào)；準(zhǔn)時間最優(yōu)控制。 第 8 頁 如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，也會有一段振蕩過程。直到 dI = dLI時，轉(zhuǎn)矩 Le TT? ，則 dn/dt=0，轉(zhuǎn)速 n 才到達(dá)峰值（ 3tt? 時）。轉(zhuǎn)速超調(diào)后， ASR 輸入偏差電壓變負(fù)，開始退出飽和狀態(tài)， *iU 和dI 很快下降。 圖 18 雙閉 環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)啟動過程轉(zhuǎn)速和電流波形 第Ⅲ階段（ 2t 以后）是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。與此同時，電機(jī)的反電動勢 E 也按線性 增長，對電流調(diào)節(jié)系統(tǒng)來說， E 是一個線性漸增的擾動量，為了克服它的擾動， 0dU 和 cU 第 7 頁 也必須基本上按線性增長，才能保持 dI 恒定。 第 II 階段（ 21~tt ）是恒流升速階段。直到 dmd II ? ， *imi UU ? ，電流調(diào)節(jié)器很快就壓制了 dI 的增長，標(biāo)志著這一階段的結(jié)束。突加給定電壓 *nU 后， cU 、 0dU 、 dI都上升，在 dI 沒有達(dá)到負(fù)載電流 dLI 以前，電機(jī)還不能轉(zhuǎn)動。由于在起動過程中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三種情況，整個動態(tài)過程就分成圖中標(biāo)明的 I、 II、 III 三個階段。 第 6 頁 圖 17 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 啟動過程分析 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓 *nU ，由靜止?fàn)顟B(tài)起動時。 圖 14 帶阻感負(fù)載 00?? 時的波形 第 5 頁 圖 15 帶阻感負(fù)載 300?? 時的波形 圖 16 帶阻感負(fù)載 900?? 時的波形 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和動態(tài)性能分析 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖 17所示。圖 16 給出了 α=90 o時的波形。 α 角移相范圍為 90o。由波形圖可見，在晶閘管 VT1 導(dǎo)通段 ,iVT1 波形由負(fù)載電流 id 波形決定 ， 和 Ud 波形不同。圖 14和圖 15分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載 00?? 和 300?? 的波形。區(qū)別在于負(fù)載不同時，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流 id 波 第 4 頁 形不同，電阻負(fù)載時 id 波形與 Ud 的波形形狀一樣。 圖 13 三相橋式全控整流電路原理圖 三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動勢阻感負(fù)載供電（即用于直流電機(jī)傳動），下面主要分析阻感負(fù)載時的情況 。從后面的分析可知，按此編號，晶閘管的導(dǎo)通順序為 VT1 － VT2 － VT3 － VT4 － VT5 －VT6 。 圖 12 雙閉環(huán)直流調(diào)速 系統(tǒng)電路原理圖 第 3 頁 三相全控整流電路 在各種整流電路中，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路，其原理圖13 如圖所示，陰極連接在一起的 3個晶閘管（ VT1 、 VT3 、 VT5 ）稱為共陰極組；陽極連接在一起的 3 個晶閘管（ VT4 、 VT6 、 VT2 ）稱為共陽極組。圖中標(biāo)出了 兩個調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實際極性，它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。兩個調(diào)節(jié)器之間實行串級聯(lián)接 , 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出是電流調(diào)節(jié)器 ACR 的輸入 , 其輸出 Uct 控制電力電子變換器。圖中 M 為直流電動機(jī) , TG 為測速發(fā)電機(jī) , GT 為觸發(fā)器 , TA 為電流互感器 ,VT 為整流裝置。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上來看，電流環(huán)在里面稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外面稱作外環(huán)。二者之間實行串級聯(lián)接。 直流雙閉環(huán)系統(tǒng)介紹 如圖 11所示，為轉(zhuǎn)速 電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)框圖。 實際的調(diào)速系統(tǒng) , 除要求對轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整外 , 很多生產(chǎn)機(jī)械還提出了加快啟動和制動過程的要求 , 例如可逆軋鋼 , 龍門刨床都是經(jīng)常處于正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)的 , 為了提高生產(chǎn)率 , 要求盡量縮短過渡過程的時間。單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)使用了一個比例積分調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器可以得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)。 70年代以來 , 在我國的冶金、機(jī)械、制造以及印染工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 Engineering design law。 Double closed loop。s metallurgy, machinery, manufacture as well as printing industry has obtained day by day the widespread application. The double closed loop velocity modulation system is es by the single closed loop automatic velocity modulation system development. It introduces the rotational speed negative feedback and the electric current negative feedback separately through the rotational speed and the electric current two regulators, and constructs the doubling closedloop system. Thus the effective improvement electrical machinery performance, causes the electrical machinery characteristic curve to stiffen, satisfies under the plex environment to the electrical machinery performance request. This design mainly uses threephase all controls the bridgetype leveling circuit to the direct current machine power supply, and carries on the putation through the engineering design law to the RPM control and the current regulator related parameter to achieve to the rotational speed electric current double closed loop branch velocity modulation system39。 本設(shè)計主要 采用三相全控橋式整流電路對 直流 電機(jī)供電 ，并通過工程設(shè)計法對轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算以達(dá)到對轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)支流調(diào)速系統(tǒng)的整體實現(xiàn)。它通過轉(zhuǎn)速和電流兩個調(diào)節(jié)器分別引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流負(fù)反饋，并構(gòu)成雙閉環(huán)系統(tǒng)。 70年代以來 , 在我國的冶金、機(jī)械、制造以及印染工業(yè)等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。 第 I 頁 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 畢業(yè) 設(shè)計 設(shè)計總說明 在工業(yè)生產(chǎn)中 ,需要高性能速度控制的電力拖動場合 , 直流調(diào)速系統(tǒng)，特別是雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用。 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是20世紀(jì) 60年代在國外出現(xiàn)的一種新型調(diào)速系統(tǒng)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是由單閉環(huán)自動調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展而來的。從而有效的改善電機(jī)性能，使電機(jī)特性曲線變硬，以滿足復(fù)雜環(huán)境下對電機(jī)性能的要求。 關(guān)鍵詞 : 直流調(diào)速 ,雙閉環(huán) ,三相全控橋 ,工程設(shè)計法 第 II 頁 Rotational speed, electric current double closed loop cocurrent velocity modulation system design Design Description In the industrial production, needs the high performance speed control the electric drive situation, the directcurrent velocity modulation system, specially the double closed loop cocurrent velocity modulation system is displaying the great importance