【正文】 а為 0 時(shí)，整流輸出電壓的有效值 Ud0應(yīng)約等于 UN,運(yùn)算關(guān)系參照下表 1。 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)控制電壓 Uc就可改變 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，單環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和電流兩種整流電路 單相全波 三相半波 三相全波 六相半波 U m 22 U * 22 U 26 U 22 U m 2 3 6 6 U d0 ?c o 2U ?c o 2U ?c o 2U ?c o 2U 負(fù)反饋分別起作用，可在系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器 UPE。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖中標(biāo)出了兩個(gè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓的實(shí)際極性。影響 U2值的因素有： （ 1） U2值的大小首先要保證滿足負(fù)載所需求的最大直流值 Ud （ 2）晶閘管并非是理想的可控開關(guān)元件，導(dǎo)通時(shí)有一定的管壓降，用 UT表示 （ 3）平波電抗器有一定的直流電阻，當(dāng)電流流經(jīng)該電阻時(shí)就要產(chǎn)生一定的電壓降 （ 4）電樞電阻的壓降 綜合以上因素得到的 U2精確表達(dá)式為： A= Ud0/U2，表示當(dāng)控制角α =0176。 B=Udα /Ud0，表示控制角為α?xí)r和α =00時(shí)整流電壓平均值之比。根據(jù)規(guī)定，允許波動(dòng) +5%~10%，即ε =~ C 是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù) NNa URIr ?? ，表示電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻 ?R 的標(biāo)么值，對(duì)容量為15~150KW 的電動(dòng)機(jī)，通常 ra=~ nUT— 表示主電路中電流經(jīng)過幾個(gè)串聯(lián)晶閘管的管壓降 對(duì)于本設(shè)計(jì)：為了保證電動(dòng)機(jī)負(fù)載能在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn) ,計(jì)算 所得的 U2 應(yīng)有 一定的裕量 ,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)所知 ,公式中的控制角 ? 應(yīng)取 300為宜。 Id , KI2 為各種接線形式時(shí)變壓器次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。 電樞電感量 LM按下式計(jì)算 )(2 10 3 mHIPnUKL NNNDM ?? P— 電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)， KD— 計(jì)算系數(shù)，對(duì)一般無補(bǔ)償電機(jī)： KD=8~12 對(duì)于本設(shè)計(jì)， P=2， KD=10 則 331 0 1 0 4 4 0 1 0 2 . 7 7( )2 2 2 1 8 0 0 2 2 0DNM NNKUL m HP n I? ? ?? ? ?? ? ? 整流變壓器漏電感折算到次級(jí)繞組每相的漏電感 LB按下式計(jì)算 )(100% 2 mHIUUKL dKBB ?? U2— 變壓器次級(jí)相電壓有效值 Id— 晶閘管裝置直流側(cè)的額定負(fù)載電流 KB— 與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù) 對(duì)于本設(shè)計(jì)， KB=， %KU =5 則 2% 5 2 7 03 . 9 0 . 2 4 ( )1 0 0 1 0 0 2 2 0KBB dUUL K m HI? ? ? ? ? ? 變流器在最小輸出電流 Idmin 時(shí)仍能維持電流連續(xù)時(shí)電抗器電感量 L 下式計(jì)算 min2dI UKL ?? K 是與整流主電路形式有關(guān)的系數(shù)，三相全控橋 K 取 則： 2m i n0 . 6 9 3 2 7 0 1 7 . 0 1 ( )2 2 0 5 %dKUL m HI ??? ? ?? 使輸出電流連續(xù)的臨界電感量 L 平 L 平 =LLM2LB= =(mH) 電抗器電感量應(yīng)大于 15 mH 保 護(hù)電路的設(shè)計(jì)計(jì)算 過電壓保護(hù) ① 交流側(cè)過電壓的保護(hù)如圖 31 圖 41交流側(cè)過電壓保護(hù)電路 采用 RC 過電壓抑制電路如圖一所示，在變壓器次級(jí)并聯(lián) RC電路，以吸收變壓器鐵心的磁場(chǎng)釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)換為電容器的電場(chǎng)能而存儲(chǔ)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。壓敏電阻的額定電壓 U1mA的選取可按下式計(jì)算 ? ?101 .8 ~ 2 .2 ( )m A dU U V? Ud0為晶閘管控制角 ? =00時(shí)直流輸出電壓 對(duì)于本設(shè)計(jì)： ? ? ? ?101 . 8 ~ 2 . 2 1 . 8 ~ 2 . 2 2 . 3 4 2 7 0 1 1 3 8 ~ 1 3 9 0 ( )m A dU U V? ? ? ? ? 用于中小功率整流器操作過電壓保護(hù)，壓敏電阻通流容量可選擇（ 3~5） KA ③ 晶閘管換相過電壓保護(hù) 如圖： 圖 43換相過電壓保護(hù)電路 如上圖，在晶閘管元件兩端并聯(lián) RC 電路，起到晶閘管換相過電壓的保護(hù)。 R、 C值可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選取，對(duì)于本設(shè)計(jì)晶閘管額定電流為 220A，故 C 可取 F? ,R 可取 20? . 過電流保護(hù) 如圖： 圖 44 過電流保護(hù)電路 第五章 驅(qū)動(dòng)控制電路的選型設(shè)計(jì) 集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便。晶閘管觸發(fā)電路的集成化已逐漸普及。采用 KJ004 集成觸發(fā)電路的同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓 180 度的觸發(fā)觸發(fā)脈沖。集成電路只需用 3 個(gè) KJ004集成塊和隔離電路組成，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大，即構(gòu)成完整的三相全控橋觸發(fā)電路，如圖 51所示： 圖 51 采用集成化六脈沖觸發(fā)電路的三相全控橋整流電路 本設(shè)計(jì)主電路整流變壓器采用 D， y11 聯(lián)結(jié)，同步變壓器采用 D， y11， 5聯(lián)結(jié)。 圖 53同步變壓器和整流變壓器接法 這時(shí)，同步電壓選取的結(jié)果見表 3。習(xí)慣上將晶閘管按照其導(dǎo)通順序編號(hào)，共陰極的一組為 VT VT3 和 VT5，共陽(yáng)極的一組為 VT VT4 和 VT6。因此，對(duì)于可控整流電路，就要求觸發(fā)電路在三相電源相電壓正半周的 5點(diǎn)的位置給晶閘管 VTVT3 和 VT5 送出觸發(fā)脈沖，而在三相電源相電壓負(fù)半周的 6點(diǎn)的位置給晶閘管 VT VT4 和 VT6 送出觸發(fā)脈沖，且在任意時(shí)刻共陰極組和共陽(yáng)極組的晶閘管中都各有一只晶閘管導(dǎo)通，這樣在負(fù)載中才能有電流通過，負(fù)載上得到的電壓是某一線電壓。 圖 55 三相橋式電阻性負(fù)載 a=0176。為了充分發(fā)揮電力電 子器件的潛力、保證裝置的正常運(yùn)行，必須正確設(shè)計(jì)與選擇觸發(fā)電路與驅(qū)動(dòng)電路，如圖 56 。為了減少門極損耗，確保觸發(fā)時(shí)刻的準(zhǔn)確性，觸發(fā)信號(hào)常采用脈沖形式。 電流濾波時(shí)間 Toi：三相橋式電路每個(gè)波頭的時(shí)間是 ，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（ 12） Toi=，因此取 Toi=2ms=。 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求δ i＜ 5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電流調(diào)節(jié)器。 檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能： liTT?=，對(duì)照典型Ⅰ型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的。 電流開環(huán)增益：要求δ i＜ 5%時(shí)，按表 5 應(yīng)取 KIT∑ i=， 因此 KI=∑ i=。 176。 176。 截止頻率ω c 近似條件校驗(yàn) 電流環(huán)截止頻率：ω ci=KI=。 忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件 : 113 3 2 5 . 1 80 . 1 0 . 1 4 2mlT T s s? ? ??，＜ω ci，滿足近似條件。 電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn) 按所用運(yùn)算放大器取 R0=40kΩ，各電阻和電容值為 Ri=KiR0= 40=，取 6