【正文】 01 rsD snn NN ??????? ?，可知開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的額定速降是 min/r ，而工藝要求的是 min/r ，故開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)無能為力，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。為使線路簡單，工作可靠，裝載體積小，宜用 KJ004 組成的六脈沖集成觸發(fā)器 該 系統(tǒng)采用減壓調(diào)速方案，故勵磁應(yīng)保持恒定。 調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 21所示。 主電路的選擇 一般說來，對晶閘管整流裝置在整流器功率很小時（ 4KW 以下），用單相整流電路，功率較大時用三相整流 電路。由于所提供的電動機為10KW。 在三相整流電路中，主要有三相零式整流電路、三相全控橋式整流電路和三相半控橋式整流電路。但缺點是要求晶閘管耐壓高，整流輸出電壓脈動大，需要平波電抗器容量大，電源變壓器二次電流中有直流分量，增加了發(fā)熱和損耗。而三相全控橋式整流電路，在輸出 電流和電壓相同時，電源相電壓可較三相零式整流電路小一半。變壓器二次繞組電流中沒有直流分量，種用率高。三相全控橋式整流電路的缺點是整流器件用得多，需要六個觸發(fā)電路，需要 220V 電壓的設(shè)備也不能用 380 電網(wǎng)直接供電，而要用整流變壓器。 綜合上述三種三相整流電路，及根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，主電路選用三相全控橋式整流電路。 觸發(fā)電路的選擇 目前觸發(fā)電路主要有阻容移相觸發(fā)電路、單結(jié)晶體觸發(fā)電路、正弦波同步觸發(fā)電路、鋸齒波同步觸發(fā)電路，以及集成觸發(fā)電路等。觸發(fā)集成芯片采用目前比較常用的 KC系列。 整流變壓器的設(shè)計 變壓器二次側(cè)電壓 U2 的計算 U2 是一個重要的參數(shù)，選擇過低就會無法保證輸出額定電壓。一般可按下式計算，即： )( c o s22m inm a x2NshTdIICUA nUUU ??? ?? （ 21） 式中 maxdU 整流電路輸出電壓最大值； nUT 主電路電流回路 n個晶閘管正向壓降； C 線路接線方式系數(shù)； Ush 變壓器的短路比，對 10～ 100KVA， Ush =～ ； I2/I2N變壓器二次實際工作電流與額定之比，應(yīng)取最大值。時 整流電壓 0dU 與二次電壓 2U 之比 , 即A= 0dU / 2U ； B延遲角為α?xí)r輸出電壓 2U 與 0dU 之比，即 B= dU / 0dU ； ε —— 電網(wǎng)波動系數(shù)； 根據(jù)設(shè)計要求，采用公式： ? ? BAUU d?~12 ? (23) 由表查得 A=；取ε =；α角考慮 10176。 5 電壓比 K=U1/U2=380/120=。 380179。 120179。 此外，還需注意以下幾點： ①當(dāng)周圍環(huán)境溫度超過 +40℃時，應(yīng)降低元件的額定電流值。 ③關(guān)鍵、重大設(shè)備，電流裕量可適當(dāng)選大些。故選晶閘管的型號為 MFC70A。設(shè)計晶閘管電路除了正確的選擇晶閘管的額定電壓、額定電流等參數(shù)外，還必須采取必要的過電壓、過電流保護措施。 過電壓保護 以過電壓保護的部位來分，有交流側(cè)過壓保護、直流側(cè)過電壓保護和器件兩端的過電壓保護三種。 本系統(tǒng)采用 DY連接。 C≥ 6 emI S/U22=6179。 179。F 耐壓≥ =179。 2 = 7 選取 50181。 shU 選取 : S=, S=50~100KVA， shU =1~5，所以 shU =3 R≥ U22/S emshIU =179。 10333 = 取 R=1Ω IC=2π fCUC179。 50179。 120179。 179。 2）壓敏電阻 1RV 的計算 mAU1 = U =179。 120= 流通量取 5KA。 （ 2）直流側(cè)過電壓保護 直流側(cè)保護可采用與交流側(cè)保護相同保護相同的方法，可采用阻容保護和壓敏電阻保護。因此，一般不采用阻容保護，而只用壓敏電阻作過電壓保護。 230=414～ 460V 選 MY31660/5 型壓敏電阻 (允許偏差 +10％ )作直流側(cè)過壓保護。電容耐壓可選加在晶閘管兩端工作電壓峰值 mU 的 ～ 倍。 26U =179。 120=441V 選 C 為 CZ402型金屬化紙介質(zhì)電容器 , 耐壓為 450V。 179。 過電流保護 快速熔斷器的斷流時間短，保護性能較好，是目前應(yīng)用最普遍的保護措施。 晶閘管串連的快速熔斷器的選擇 接有電抗器的三相全控橋電路，通過晶閘管的有效值 3/1 1 33/ ?? dT II = A 選取 RLS100 快速熔斷器，熔體額定電流 100A。 113=≈ 140A 平波電抗器的計算 為了使直流負載得到平滑的直流電流，通常在整流輸出電路中串入帶有氣隙的鐵心電抗器 dL ，稱平波電抗器。 （ 1）算出電流連續(xù)的臨界電感量 1L 可用下式計算，單位 mH。 根據(jù)本電路形式查得 1K = 所以 1L = % ?? = （ 2）限制輸出電流脈動的臨界電感量 2L 由于晶閘管整流裝置的輸出電壓是脈動的，因此輸出電流波形也是脈動的。通常負載需要的只 9 是直流分量，對電動機負載來說，過大的交流分量會使電動機換向惡化和鐵耗增加，引起過熱。平波電抗器的臨界電感量 2L （單位為 mＨ）可用下式計算 diISUKL 222 ? （ 212） 式中 2K －系數(shù)，與整流電路形式有關(guān)， iS －電流最大允許脈動系數(shù)，通常三相電路 iS ≤（ 5～ 10）％。一般無補償電動機取 8～ 12，快 速無補償電動機取 6～ 8，有補償電動機取 5～ 6。 本設(shè)計中取 TK =、 shU =3 所以 TL =179。 120/（ 100179。 勵磁電路元件的選擇 整流二極管耐壓與主電路晶閘管相同，故取 700V。 179。 exRP 為與電動機配套的磁場變阻器，用來調(diào)節(jié)勵磁電流。根據(jù)額定勵磁電流 Iex =，可選用吸引線圈電流為 的JL1411ZQ 直流欠電流繼電器。 7 8 1 57 9 1 5B1B23C13C23C33C43C53C6~1 7 V~1 7 V+ 1 5 V 1 5 V3 D 13 D 2圖 23 177。 ② 電流濾波時間常數(shù) oiT 對于三相全控橋式整流電路，可取 2 ms s?? 。 ④ 電流調(diào)節(jié)器的選擇 因為電流超調(diào)量 %5?i? ，并保證穩(wěn)態(tài)電流無靜差，可按典型系統(tǒng)設(shè)計電流調(diào)節(jié)器電流環(huán)控制對象是雙慣性型的，故可用 PI 型電流調(diào)節(jié)器? ? ? ?sKsW iiiA C R ?? 1?? 。 二極管 3VD1 和 3VD2 起運放輸入限幅，保護運放的作用。 3R1 是為了避 0免運算放大器長期工作產(chǎn)生零點漂移，其阻值較大，可取 。 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件： 131 ???? STs ci? 滿足條件。 電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件： 11 1 1 1 1 8 0 .83 3 0 .0 0 1 7 0 .0 0 2 cis o i sTT ??? ? ? ? ???，滿足條件。故 ? ? ? ? ? ?s ssKsW iiiA C R ????? ??，其結(jié)構(gòu)圖如下所示： 15 圖 5— 1 電流調(diào)節(jié)器 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計和校驗 （ 1） 確定時間常數(shù)： 有 ,?? ?iI TK 則 ssTK iI ???? ?，已知轉(zhuǎn)速環(huán)濾波時間常數(shù) onT =，故轉(zhuǎn)速環(huán)小時間常數(shù) sTKT onIn ??????。 ASR 的比例系數(shù)為 ： ? ? 1 ????? ??????? ? n men RTh TChK ??