【正文】 動更為嚴重。根據(jù)以上晶閘管的參數(shù)計算和主電路設計需要，可見附錄 C 查出普通晶閘管主要參數(shù)，選出合適的晶閘管型號、規(guī)格及數(shù)量。再考慮到安全裕量，取 2 倍為 1104A，可選通態(tài)平均電流參數(shù)為 1000A 的晶閘管。?9.? 49.?流有效值為 式（52） .=0A3dTdII??流過晶閘管的通態(tài)平均電流為 =197A 式（53）().?由于晶閘管的過載能力比一般電磁器件小，因而要選用晶閘管的通態(tài)平均電流為其實際正常平均值的 ～ 倍，取 300A，使之有一定的安全裕量。變壓器的型號可選 S9200/10（），聯(lián)結(jié)組標號 D,yn11。A，即選擇容量為 200kV所以，我們選擇 D,yn11 聯(lián)結(jié)變壓器。2）D,yn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Y,yn0 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小得多，從而更有利于低壓單相接地短路故障的保護和切除。一、二次側(cè)電壓為 250/380V 的配電變壓器有 Y,yn0 和 D,yn11（即?/Y011）兩種常見的組別。繞組又分高壓和低壓或一次和二次繞組等。變壓器的型號可選 S9200/10（）。A，即選擇容量為 200kVA 式（43）30S25463UI?考慮到變壓器留有一定余量，我們選擇 Sn= S30==227kV可得： 式（41）NPUI?? 所以 A???整流變壓器的二次繞組為星形接法，二次側(cè)的相電流 是相位差 180176。如圖所示： U V W N FR KM SB1 SB2 KM 圖 310 自鎖電路原理圖第 4 章 確定變壓器的結(jié)構和容量 變壓器的容量計算本設計屬于三級負荷，故只需一臺變壓器即可。當按鈕斷開時，按鈕的這一條火線，通過接觸器的輔助接點，繼續(xù)為線圈提供電壓，接觸器還可以保持接通狀態(tài)，這就是接觸器的“ 自鎖” 。 自鎖電路在接觸器的“ 自鎖” 電路，簡單的兩位按鈕 “開”和“斷”，接觸器的線圈一個接頭，根據(jù)線圈的電壓要求，接上一條火線或零線。在一般觸發(fā)器設置的 RC濾波器，其滯后相角為 60176。的Usu 作為vU?sw?s同步電壓，按此原則，再選其余晶閘管的同步電壓，見表 31。同步電路 與 ，uU?s與 ， 與 都同相?，F(xiàn)假設主回路整流變壓器為 D，y11 聯(lián)結(jié)的三相半波，同步變壓器為 D，y115的聯(lián)結(jié)，如圖 39 示，分析采用鋸齒波 NTN 晶體管的觸發(fā)電路對晶閘管同步電壓相位的選擇，該電路能在整流和逆變狀態(tài)運行。對于負半周有效的鋸齒波觸發(fā)器，采用 NPN 晶體管，鋸齒波上升沿為有效部分。由于同步變壓器二次電壓要分別接到六個觸發(fā)電路，要有公共接地端，只能是星形接法，故實際方案只有 12 種。三相變壓器共有 24 種接法與 12 鐘點數(shù)。這種正確選擇同步電壓相位以及獲取不同相位同步電壓的方法，就是觸發(fā)電路的定相。初始脈沖是指 Ud=0 時，控制電壓 uc0 與偏移電壓 up 為固定值條件下的觸發(fā)脈沖。 觸發(fā)電路的定相在三相晶閘管變流裝置中，選擇觸發(fā)電路的同步信號是個很重要的問題。導通，所以 VT1器件產(chǎn)生脈沖時給 VT6 器件補送一個脈沖。所以當 VT2觸發(fā)單元電路的 V4 由截止變?yōu)閷〞r，本身輸出一個脈沖，同時使 VT1 器件觸發(fā)單元的 V6 管截止，給 VT1 器件補送一個脈沖。相鄰器件成雙接通。其中 VD4 和 R17 的作用，主要是防止雙脈沖信號互相干擾。相位的后一相觸發(fā)單元在產(chǎn)生第一個脈沖時刻將其信號引至本相觸發(fā)單元 V6 的基極，使 V6 瞬時截止，于是本相觸發(fā)單元的 V8 管又導通，第二次輸出一個脈沖，因而得到間隔 60176。其中，第一個脈沖由本相觸發(fā)單元的uc0 對應的控制角 使 V4 由截止變?yōu)閷ㄔ斐?V5 瞬時截止，于是 V8 輸出脈沖，隔?60176。但只要 VV 6 中有一個截止，都會使uc5 變?yōu)檎妷海?VV 8 導通，就有脈沖輸出。圖 33 中，V V 6 兩個晶體管構成一個“或”門。 雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)本方案是采用性能價格比較優(yōu)越的、每個觸發(fā)單元一個周期內(nèi)輸出兩個間隔60176。當 V8 有導通變?yōu)榻刂箷r，50V 電源電壓又通過 R15 向 C6 充電，使 B 點電位再升到 50V，準備下一次強觸發(fā)。當 uB 電位稍低于 15V 時，二極管 VD15 由截止變?yōu)閷?。?V8 導通時，C 6 經(jīng)過脈沖變壓器、R 6（C 5）、V 8 迅速放電。在 V8 導通前，50V 電源已經(jīng)通過 R15 向 C6 充電。電路設計時要考慮能瞬時輸出高電壓和大電流。 強觸發(fā)環(huán)節(jié)強觸發(fā)脈沖可以縮短晶閘管的開通時間，提高晶閘管承受 di/dt 的能力，有利于改善串并聯(lián)器件的動態(tài)均壓和均流，其電路如圖 33 所示?？梢钥闯?，Q 點電位從同步電壓負半周上升段開始時刻到達 的時間越長，V 2 截止時間就越長，鋸齒波就越寬。如此周而復始。當 Q 點電位達 時，V2 導通，Q 點電位被鉗位在 。因 O 點接地為零電位，R 點為負電位，Q 點電位與 R 點相近，故在這一階段 V2 基極為反向偏置，V 2 截止。同步變壓器二次電壓 uST 經(jīng)二極管 VD1 間接加在 V2 的基極上。圖 33 所示同步環(huán)節(jié)，它是由同步變壓器 TS 和作同步開關用的V2 組成。V 2 由導通變截止期間產(chǎn)生的鋸齒波，V 2 截止持續(xù)時間就是鋸齒波的寬度， V2 開關的頻率就是鋸齒波的頻率。 同步環(huán)節(jié)在鋸齒波觸發(fā)電路中，觸發(fā)電路與主回路的同步問題是指要求鋸齒波的頻率與主回路電源的頻率相同。晶閘管電路處于整流工作狀態(tài)；如 uco 為負值，則 M 點向后移，?90176。的位置。此時，令 uco=0，調(diào)節(jié) up 的大小使產(chǎn)生脈沖的 M 點移至鋸齒波240176。由于鋸齒波形兩端的非線性，因而要求鋸齒波的寬度大于180176。；如果是可逆系統(tǒng)，需要在整流和逆變狀態(tài)下工作，要求脈沖的移相范圍理論上為 180176。可以看出，加 up 的目的是為了確定控制電壓 uco=0 時脈沖的初始相位。由前面分析可知 V4 經(jīng)過M 點時使電路輸出脈沖。所以實際波形如圖 36 所示。由于 V4 的存在，上述電壓波形與實際波形有點出入，當電壓等于 后，V 4 導通。圖 38 鋸齒波觸發(fā)電路各晶閘管的電壓波形如果 uco=0，u p 為負值時，b 4 點的波形由 uh+u’p 確定，如圖 38 所示。 式 （ 37）687/39。()pRu??可見 u’p 仍為一條與 up 平行的直線，但數(shù)值比 up 小。只考慮偏移電壓 up，見圖 35b 。根據(jù)疊加原理，先分析 V4 基極 b4 的波形，為了分析方便，先不考慮 V4 管的存在。射極跟隨器 V3 的作用是減小控制回路的電流對鋸齒波電壓ub3 的影響。當 V2 導通時，由于 R4 阻值很小，所以 C2 迅速放電，使 ub3 電位迅速間到零伏附近。當 V2 截止時，恒流源電流 I1c 對電容 C2 充電，所以 C2 兩端電壓 為cu1cuidt??因為 i=I 1c所以 式 (34)1cCItuc 按線性增長，即 V3 的基極電位 ub3 按線性增長。圖 31 所示為恒流源電路方案。R13 和 R16 為 VV 8 的限流電阻，防止由于 V5 長期截至致使 VV 8 長期過流而燒毀?？梢姡}沖前沿由 V4 導通時刻確定，V 5（或 V6）截止持續(xù)時間即為脈沖寬度。同時，電容 C3 經(jīng)電源+E1 、R 1VD V 4 放電和反向充電，使 V5 基極電位又逐漸上升，直到 Ub5E1（ 15V），V 5 又重新導通。 當控制電壓 Uco≈ 時，V 4 導通，A 點電位由+E 1（+15V ）迅速降低到 左右，由于電容 C3 兩端電壓不能突變，所以 V5 基極電位迅速降低到約 2E1（30V），由于 V5 發(fā)射結(jié)偏置，V 5 立即截止。V V 8 處于截止狀態(tài)，無脈沖輸出。 圖 36 脈沖的形成和輸出電路當控制電壓 Uco=0 時，V 4 截止。圖 35 同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路 脈沖形成與放大環(huán)節(jié) 如圖 36 所示，脈沖形成環(huán)節(jié)是由晶體管 VV 5 組成；放大環(huán)節(jié)由 VV 8 組成。此種電路可分成三個基本環(huán)節(jié)：脈沖的形成與放大；鋸齒波的形成和脈沖移相；同步環(huán)節(jié)。圖 35 是同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路。?由于本設計為電感性負載，所以電流是連續(xù)的，晶閘管的導通角總是 2 /3，式?（33）的積分上限可以超過 ，仍為 2 /3+ ，故??Ud= = = 式（33）2316sin()td???? ?可見電感性負載要求的最大移相范圍為 90? 觸發(fā)電路的具體設計 對觸發(fā)電路的要求（1）觸發(fā)信號應有足夠的功率(電壓與電流)晶閘管是電流控制型器件,門極伏安特性的分散性以及觸發(fā)電壓電流隨溫度變化的特性,為使各合格器件在各種條件下均能可靠觸發(fā),觸發(fā)電路提供的觸發(fā)電壓與電流必須大于產(chǎn)品參數(shù)提供的門極觸發(fā)電壓與觸發(fā)電流值,觸發(fā)信號是脈沖形式,只要觸發(fā)功率不超過規(guī)定值,觸發(fā)電壓,電流的幅值短時間內(nèi)可大大超過銘牌規(guī)定值.（2） 對觸發(fā)信號的波形要求脈沖應有一定寬度以保證在觸發(fā)期間陽極電流能達到擎住電流而維持導通,對于電阻負載脈寬大于20～50μS ,電感負載脈寬大于 1ms,對于三相半波電路脈寬要大于,目前使用的由許多窄脈沖高頻,在晶閘管串聯(lián)或并聯(lián)是有利與同,常在脈沖前沿疊加一個強觸發(fā)脈沖.（3） 觸發(fā)脈沖的同步及移相范圍為使晶閘管在每個周期都在相同的控制角 觸發(fā)導通,觸發(fā)脈沖必須與晶閘管的?陽極電壓也就是電源同步,內(nèi)工作,下:電阻負載時為0 o～150 o、大電感負載電流連續(xù)工作在整流時為0 o～90 o、既整流又逆變時為0 o～180 o.（4） 防止干擾與誤觸晶閘管的誤導通往往是由于干擾信號進入門極電路而引起,因此需要對觸發(fā)電路進行屏蔽、隔離等抗干擾措施. 觸發(fā)電路的形式大、中功率的變流器，對觸發(fā)電路的精度要求較高，對輸出的觸發(fā)功率要求較大，故廣泛應用的是晶閘管出發(fā)電路。時三項半波整流電路的電壓波形和處罰脈沖：?圖 34 特殊導通角下的 Ud波形及觸發(fā)脈沖波形 主電路輸出電壓與控制角的關系上述分析中，不管 為何值時，負載電壓 Ud 都是線電壓的一部分，相當于以線?電壓為幅值一周期有 6 個脈動波的六相半波整流電路。 主電路的基本工作原理整流輸出電壓三相半波整流電路在感性負載時：Ud= = U2Lcos = 式（32）?.34/?式(32)中 U2L為變壓器二次繞組的線電壓有效值。由于共陰極組在正半周導電，流經(jīng)變壓器的是正向電流；而共陽極組在負半周導電，流經(jīng)變壓器的是反向電流。具體的設計細dU節(jié)將在下面章節(jié)闡述。當保持他勵直流電動機的磁通為額定值，電樞回路不串電阻，若將電源電壓降低為 UU U 3 等不同數(shù)時，則可得到與固有機械特性互相平行的人為機械特性，如圖 31 所示圖 31 降低電源電壓調(diào)速時的機械特性 調(diào)速系統(tǒng)設計的整體思想 +15VUCGT~VUdLM并 勵圖 32 基本設計思想原理圖降低電源電壓調(diào)速需要獨立可調(diào)的直流電源，可采用單獨的并勵直流發(fā)電機或晶閘管可控整流器，而本設計采用的是后者。當改變電樞電壓調(diào)速時，機械特性的斜率都與固有機械特性的斜率相同特性較硬，當降低電樞電壓在低速下運行時，轉(zhuǎn)速隨負載變化的幅度較小，與電樞回路串電阻的方法比較，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性要好的多，調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速需要可調(diào)的直流電源，因此能實現(xiàn)無級調(diào)速。改變電阻調(diào)速方法功率損耗大，低速運行時轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性差，不能無級調(diào)速。直流電動機轉(zhuǎn)速和其他參量之間的穩(wěn)態(tài)關系可表示為： 式（31）aUIRnCe???式中， —轉(zhuǎn)速（r/min） ；n —電樞電壓（v） ；U —電樞電流（A） ；aI —電樞回路總電阻（Ω） ；R —勵磁磁通（Wb） ； —電動勢常數(shù)。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，從而起到保護電路安全運行的作用。0i 式 （22???2）式（22 ）中， 為變壓器二次側(cè)線電壓，取額定值； 為變壓器二次側(cè)線電流，2LU2LI取額定值。三相整流阻容保護電路參數(shù)計算為： 式（20026% uFU????1）式（21）中，S 為變壓器容量（V由于電容兩端電壓不能突變，所以能有效的抑制過電壓。本設計用的方法是用 RC 抑制過電壓。晶閘管承受過電流時，因為本身有一定熱容量，尚可堅持短暫時間，但在遭受過電壓時，則會立即發(fā)生反