轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-05 03:59本頁(yè)面
【正文】 三相全控橋，將交流電變換成直流電，從而作為直流電動(dòng)機(jī)的電源電壓。為此，需要在主電路的直流側(cè)加入平波電抗器和濾波大電容，從而減小整流器輸出電流脈動(dòng)以及輸出電壓脈動(dòng)。整流元器件起整流作用，包括將市電電壓變換成整流橋可用電源電壓的整流變壓器，以及將交流電變整流成直流電的整流晶閘管組；其它元器件則起減小紋波作用，包括抑制輸出電流紋波的平波電抗器，以及抑制輸出電壓紋波的濾波電容器。整流元器件參數(shù)計(jì)算與選型包括整流變壓器參數(shù)計(jì)算與選型及整流晶閘管參數(shù)計(jì)算與選型。此外，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干擾，要求它們相互隔離，故通常要配用整流變壓器。 為了保證負(fù)載能正常工作，當(dāng)主電路的接線形式（△/Y）和負(fù)載要求的額定電壓（UN=220V）確定之后，晶閘管交流側(cè)的電壓U2只能在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，為此必須精確計(jì)算整流變壓器次級(jí)電壓U2。（2）晶閘管并非是理想的可控開(kāi)關(guān)元件，故導(dǎo)通時(shí)有一定的管壓降VT。（4）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。綜合以上因素得到的U2精確表達(dá)式為： 式中，A=Ud0/U2表示當(dāng)控制角α=0176。時(shí)，整流電壓平均值之比；C是與整流電路形式有關(guān)的系數(shù)；Uk%是變壓器的短路電壓百分比，100kVA以下的變壓器取Uk%=5，100kVA~1000kVA的變壓器取Uk%=5~10；ε為電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，~，供電質(zhì)量較差，電壓波動(dòng)較大的情況應(yīng)取較小值；ra=INRΣ/UN表示電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻RΣ的標(biāo)幺值，對(duì)于容量為15kW~150kW的電動(dòng)機(jī)，通常取ra=~；nUT表示主電路中電流經(jīng)過(guò)幾個(gè)串聯(lián)晶閘管的管壓降；Idmax/IdN表示電動(dòng)機(jī)允許過(guò)載倍數(shù)，即λ。為宜。其它部分參數(shù)可查附表11取值如下：ε=，A=，B=cosα=cos30176。則U2=?？扇2=135V。IN=12=。取m1=m2=3，則U1I1=U2I2，故整流變壓器容量為S=（1/2）（S1+S2）=（1/2）（m1U1I1+m2U2I2）=m2U2I2=3135=。已知本設(shè)計(jì)采用的是三相橋式整流電路，則在阻感負(fù)載中晶閘管承受的最大電壓（考慮到2~3倍裕量）：URM=（2~3）取為URM=800V。IVT/=（~2）11/=11A~14A。綜上，晶閘管型號(hào)可選為：KP10。則晶閘管整流裝置放大系數(shù)為KS=220/=88。為了使直流負(fù)載得到平滑的直流電流，通常在整流輸出回路串入帶有氣隙的鐵心電抗器Ld，稱為平波電抗器。（1）計(jì)算維持輸出電流連續(xù)的電感值當(dāng)控制角較大，負(fù)載電流很小或者平波電抗器Ld不夠大時(shí)，負(fù)載電流id會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)。要使電流在整個(gè)工作區(qū)域保持連續(xù)，必須使臨界電流Idk小于或等于最小負(fù)載電流Idmin(一般可取額定電流的5%)。臨界電感的計(jì)算公式為：L1= K1U2Φ/ Idmin （mH）。K1值可通過(guò)查附表11得到。則滿足電流連續(xù)的臨界電感為L(zhǎng)1=K1U2Φ/Idmin=380/（12）=。擬制交流分量的有效辦法是串接平波電抗器，使交流分量基本降落在電抗器上，而負(fù)載上能夠得到比較恒定的直流電壓和電流。fdId/U2Φ）對(duì)于本設(shè)計(jì)采用的三相全控橋，查附表11可得：UdM/U2Φ=，fd=300Hz。則限制輸出電流脈動(dòng)的電感值L2（UdM/U2Φ）/（Si10↑3=（300（5%~10%）12/（380））=~。但由以上公式計(jì)算得到的電感值均是電路總電感，其中包括負(fù)載電動(dòng)機(jī)的電感LD與變壓器漏感LB,因此外接平波器電抗器Ld應(yīng)減去LD和LB。UeDneD則電動(dòng)機(jī)電感LD= KD 103/（2pIeD）=（8~12）220103/（21150012）（mH）=~?？紤]到變壓器漏感一般很小，故忽略變壓器漏感。橋式整流電路的濾波電容取值在工程設(shè)計(jì)中，一般由兩個(gè)切入點(diǎn)來(lái)計(jì)算。通常比較多的是根據(jù)電源濾波輸出波紋系數(shù)這個(gè)公式來(lái)計(jì)算濾波電容。（Uomax/Iomax）對(duì)于本設(shè)計(jì)采用的三相全控橋整流電路，輸出電壓220V，輸出電流12A，波紋系數(shù)取8%，濾波電容為C≥（fpSu）=（300（220V/12A））=。第二章 調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用工程設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器。即先進(jìn)行電流環(huán)的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)。（1）整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)TS：由附表21可知三相橋式電路平均失控時(shí)間TS=。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和TΣi：按小時(shí)間常數(shù)近似處理，取TΣi=TS+Toi=。又電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性的（電磁慣性和機(jī)械慣性），故可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為（2）檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：Tl/TΣi≈。故基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（1）電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)：τi=Tl=。又電流反饋系數(shù)β=Ui*/=10/12=，則ACR的比例系數(shù)Ki=KIτiR/KSβ==。（1）電流環(huán)截止頻率：ωci=KI=。滿足近似條件。滿足近似條件。滿足近似條件。電流調(diào)節(jié)
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