【正文】 [2] 晶閘管實際承受的最大峰值電壓 TMU ，乘以 (2～ 3)倍的安全裕量，參照標(biāo)準電壓等級，即可確定晶閘管的額定電壓 TNU ，即 (2 3)TN TMUU?? （ ） 整流電路形式為三相全控橋，而， 取 2) 晶閘管的額定電流 課程設(shè)計說明書 21 選擇晶閘管額定電流的原則是必須使管子允許通過的額定電流有效值 TNI 大于實際流過管子電流最大有效值 TI ，即 ( )TN T TI I av I?? 晶閘管電流有效值 : 3 d dI I I?? （ ） 考慮 (～ 2)倍的裕量，則晶閘管的額定電流： ? ?( 1 . 5 2 ) ( 1 . 5 2 ) 0 . 5 7 7 0 . 3 6 8 1 . 5 21 . 5 7 1 . 5 7TdT N dIIII? ? ?? ? ? ? （ ） 式中， dI 取電動機額定電流 104A，代入式 得： ITN≈ 取 100ATNI ? 。 考慮了以上因素后，變壓器二次電壓的計算公式為： ? ?m a x2 m i n 2 2c o s /d s h NU n UU A C U I I?? ? ? ?? ? ? ? ? ? 式中， maxdU —整流電路輸出電壓最大值； U? —為主電路中電流經(jīng)過幾個串聯(lián)晶閘管的正向壓降； A—理想情況 0? ?? 時整流電壓 0dU 與二次電壓 2U 之比，即 02dA U U? ，三相全控橋 A 為 ； C—線路接線方式系數(shù)，三相橋式整流 C為 ； shU —變壓器短路電壓比， 10100KV根據(jù)規(guī)定電網(wǎng)允許波動 5%10%考慮在電網(wǎng)電壓最低時要求能保證最大整流輸出電壓，故通常取波動系數(shù) ?? 。的范圍。在一般可逆?zhèn)鲃酉到y(tǒng)的 min? 取 30176。選擇過大又會造成延遲角 α 加大，功率因數(shù)變壞，整流元件的耐壓升高，增加了裝置的成課程設(shè)計說明書 19 本?？焖偃蹟嗥骺梢詫涣鱾?cè)和直流側(cè)進行過電流保護，并采用阻容吸收電路對交流側(cè)和晶閘管進行過電壓保護，電抗器可以起到保證電流連續(xù)、限制電流脈動、限制環(huán)流的作用。 [1] 綜上所述，雙閉環(huán)系統(tǒng) 具有良好的動態(tài)性能和靜態(tài)特性 ，因此，為了滿足設(shè)計要求，最終選用 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 。在設(shè)計 ASR 時，應(yīng)要求有較好的抗擾性能指標(biāo)。 圖 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 除了跟隨性能以外，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的抗擾性能得到了很大的提高。在此情況下，電流負反饋環(huán)起恒流調(diào)節(jié)作用，使轉(zhuǎn)速線性上升。 ACR 輸出限幅值限制了晶閘管整流器輸出電壓 Udm， ASR 輸出限幅值決定了主電路中的最大允許電流 Idm。 ASR 和 ACR 均為 PI 調(diào)節(jié)器，以實現(xiàn)快速的響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)時的無靜差。 ACR 和電流檢測 反饋回路構(gòu)成了電流環(huán)， ASR 和轉(zhuǎn)速檢測 反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成了轉(zhuǎn)速環(huán)。 為了實現(xiàn)近似于理想的起動，我們 考慮在轉(zhuǎn)速單閉環(huán)的基礎(chǔ)上引入電流負反饋。 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 為了能夠獲得更好的跟隨性能 ， 提高生產(chǎn)率，充分利用晶閘管器件及電動機的過載能力，要求設(shè)計實現(xiàn)近似于理想的起動。測速發(fā)電機 TG 引出與轉(zhuǎn)速成正比的負反饋電壓 Un， Un與轉(zhuǎn)速給定電壓 Un*比較后送給轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR， ASR輸出移相控制電壓 Uct送給晶閘管觸發(fā)器 GT，用以調(diào)節(jié)晶閘管整流輸出電壓 Ud,從而控制電動機的轉(zhuǎn)速。 因此，從整體來看，開環(huán) VM系統(tǒng)的機械特性是很軟的，滿足不了設(shè)計要求，需要設(shè)置反饋環(huán)節(jié)，以改善系統(tǒng)的機械特性。 越小，機械特性的硬度越大。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇 開環(huán) VM 系統(tǒng) 由晶閘管相控整流器直接給直流電機供電的調(diào)速為開環(huán) VM系統(tǒng)，系統(tǒng)原理框圖如下： 課程設(shè)計說明書 14 圖 開環(huán) VM系統(tǒng)原理框圖 電動機 M 是被控對象，轉(zhuǎn)速 n是被調(diào)量，晶閘管相控整流器采用三相全橋整流電路，通過調(diào)節(jié)觸發(fā)器 GT 的移相電壓，便可改變整流電壓 Ud，實現(xiàn)平滑調(diào)速。其中三相全控橋式整流電路輸出電壓波形的脈動最小，并且可用于容量較大的直流電機。 在電力拖動系統(tǒng)中，主要用晶閘管整流元件組成整流電源，而晶閘管直流電機系統(tǒng)是在各種工業(yè)場合應(yīng)用極為廣泛的一種電力拖動系統(tǒng)。用恒定直流電源或不可控整流電源供電，利用直流斬波器或脈寬調(diào)制變換器產(chǎn)生可變的直流平均電壓。用靜止的相控整流器，如晶閘管可控整流器，以獲得可調(diào)的直流電壓。用交流電動機和直流發(fā)電機構(gòu)成機組，以獲得可調(diào)的直流電源。 可控直流電源的選擇 實現(xiàn)直流調(diào)壓調(diào)速，首先要有一個平滑可調(diào)的直流電源。 改變電阻只能實現(xiàn)有級調(diào)速；減弱磁通雖然能夠平滑調(diào)速，但是調(diào)速范圍不大，往往只是配合調(diào)壓方案，在基速（額定轉(zhuǎn)速）以上小范圍的弱磁升速。 （ 3）靠輪靠緊的拉伸機圓盤后、剪線鉗才剪斷線頭，以保證順利拉伸； （ 4）具有完善的連鎖及保護功能； （ 5）有自動 /手動切換功能 設(shè)計要求 設(shè)計要求 :只設(shè)計圓盤拉伸機控制系統(tǒng)。夾鉗臂及剪線鉗由氣動閥來控制。 設(shè)計背景 二十四寸圓盤拉伸機直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計 二十四寸圓盤拉伸機主要用來加工各種型號的銅、鋁毛細管的專用生產(chǎn)機械，它由放線機、模具、拉伸機、夾鉗臂、剪線鉗、靠輪及收線機等組成。 （ 4）設(shè)計電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)（或張力環(huán)），確定 ASR和 ACR（或張力調(diào)節(jié)器 ZL）的結(jié)構(gòu)，并計算其參數(shù)。 （ 2）設(shè)計組成該系統(tǒng)的各單元，分析說明。 課程設(shè)計說明書 9 目錄 前言 ................................................................................................................................. 2 1. 設(shè)計目的和要求 ...................................................................................................... 10 設(shè)計目的 ........................................................................................................... 10 設(shè)計內(nèi)容 ........................................................................................................... 10 設(shè)計背景 ........................................................................................................... 10 設(shè)計要求 ........................................................................................................... 11 2. 調(diào)速的方案選擇 ...................................................................................................... 12 直流電機調(diào)速的基本方法 ................................................................................... 12 可控直流電源的選擇 .......................................................................................... 12 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的選擇 ................................................................................................. 13 開環(huán) VM 系統(tǒng) .......................................................................................... 13 單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào) 速系統(tǒng) ............................................................... 14 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) .................................................................. 15 3 主電路的設(shè)計與計算 ................................................................................................... 18 主電路的設(shè)計 .................................................................................................... 18 整流變壓器的計算 .................................................................................... 18 晶閘管元件的計算 .................................................................................... 20 電抗器參數(shù)的計算 ..........................................................