【正文】 大容量和中等容量的設(shè)備以及經(jīng)常逆變的情況，可以用直流快速開關(guān)進行過載或短路保護。直流開關(guān)的應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：① 快速開關(guān)的額定電流額定整流電流。② 快速開關(guān)的額定電壓≥額定整流電壓。③ 快速開關(guān)的分?jǐn)嗄芰χ绷鱾?cè)外部短路時穩(wěn)態(tài)短路電流平均電流平均值?？焖匍_關(guān)的動作電流按電動機最大過載電流整定 式中，K為電動機最大過載倍數(shù)，；為直流電動機的額定電流。（5） 快速熔斷器它可以安裝在交流側(cè)或直流側(cè)，在直流側(cè)與元件直接串聯(lián)。在選擇時應(yīng)注意以下問題：① 快熔的額定電壓應(yīng)大于線路正常工作電壓的有效值。② 熔斷器的額定電流應(yīng)大于溶體的額定電流。③ 溶體的額定電流可按下式計算 ：1．三相交流電路的一次側(cè)過電流保護在本設(shè)計中，選用快速熔斷器與電流互感器配合進行三相交流電路的一次側(cè)過電流保護，： 一次側(cè)過電流保護電路（1）熔斷器額定電壓選擇：其額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（2）熔斷器額定電流選擇：其額定電流應(yīng)大于或等于電路的工作電流。一次側(cè)電流計算式：2．晶閘管過電流保護晶閘管不僅有過電壓保護，還需要過電流保護。由于半導(dǎo)體器件體積小、熱容量小，特別像晶閘管這類高電壓、大電流的功率器件，結(jié)溫必須受到嚴(yán)格的控制，否則將遭至徹底損壞。當(dāng)晶閘管中流過的大于額定值的電流時，熱量來不及散發(fā)，使得結(jié)溫迅速升高，最終將導(dǎo)致結(jié)層被燒壞。晶閘管過電流保護方法中最常用的是快速熔斷器。快速熔斷器由銀質(zhì)熔絲埋于石英砂內(nèi)，熔斷時間極短，可以用來保護晶閘管。第4章 驅(qū)動控制電路設(shè)計4．1 晶閘管的觸發(fā)電路 晶閘管觸發(fā)電路的作用是產(chǎn)生符合要求的門極觸發(fā)脈沖，保證晶閘管在學(xué)要的時刻由阻斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通。晶閘管觸發(fā)電路往往包括觸發(fā)時刻進行控制相位控制電路、觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)。觸發(fā)脈沖的放大和輸出環(huán)節(jié)中，晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足下列要求： （1）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管可靠導(dǎo)通，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60176?；虿捎孟喔?0176。的雙窄脈沖。 （2）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流3～5倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá)1～2A∕us。 （3）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極的伏安特性的可靠觸發(fā)區(qū)域之內(nèi)。 （4）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。在本設(shè)計中最主要的是第2條。 理想的晶閘管觸發(fā)脈沖電流波形脈沖前沿上升時間（）強脈沖寬度 強脈沖幅值（）脈沖寬度 脈沖平頂幅值（）。它由VV2構(gòu)成的脈沖放大環(huán)節(jié)和脈沖變壓器TM及附屬電路構(gòu)成的脈沖輸出環(huán)節(jié)兩部分組成。當(dāng)VV2導(dǎo)通時，通過脈沖變壓器向晶閘管的門極和陰極之間輸出出發(fā)脈沖。VD1和R3是為了VV2由導(dǎo)通變?yōu)橹苯貢r脈沖變壓器TM釋放其儲存的能量而設(shè)的。為了獲得觸發(fā)脈沖波形中的強脈沖部分，還需適當(dāng)附加其它的電路環(huán)節(jié)。 觸發(fā)電路晶閘管觸發(fā)電路類型很多，有分立式、集成式和數(shù)字式，分立式相控同步模擬電路相對來說電路比較復(fù)雜；數(shù)字式觸發(fā)器可以在單片機上來實現(xiàn)，需要通過編程來實現(xiàn)，本設(shè)計不采用。由于集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便，所以本設(shè)計采用的是集成觸發(fā)器，選擇目前國內(nèi)常用的KJ、KC系例，本設(shè)計采用KJ004集成塊和KJ041集成塊。對于三相全控整流或調(diào)壓電路，要求順序輸出的觸發(fā)脈沖依次間隔60176。本設(shè)計采用三相同步絕對式觸發(fā)方式。根據(jù)單相同步信號的上升沿和下降沿，形成兩個同步點，分別發(fā)出兩個相位互差180176。的觸發(fā)脈沖。然后由分屬三相的此種電路組成脈沖形成單元輸出6路脈沖，再經(jīng)補脈沖形成及分配單元形成補脈沖并按順序輸出6路脈沖。本設(shè)計課題是三相全三相全控橋整流電路中有六個晶閘管，觸發(fā)順序依次為：VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，晶閘管必須嚴(yán)格按編號輪流導(dǎo)通，6個觸發(fā)脈沖相位依次相差60O，可以選用3個KJ004集成塊和一個KJ041集成塊，即可形成六路雙脈沖，再由六個晶體管進行脈沖放大。 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路4．2 脈沖變壓器的設(shè)計本方案的雙脈沖電路是采用性能價格比優(yōu)越的、每個觸發(fā)單元的一個周期內(nèi)輸出兩個相隔60176。的脈沖的電路。“或”門。當(dāng)V5 、V6都導(dǎo)通時，uc5 約為15V，使截止，沒有脈沖輸出，但只要中有VV6中一個截止就使得變?yōu)檎妷?，使得V7 、V8導(dǎo)通就有脈沖輸出。所以只要用適當(dāng)?shù)男盘杹砜刂频腣5或V6截止（前后間隔60176。），就可以產(chǎn)生符合要求的雙脈沖了。其中VD4和R17的作用，主要是防止雙窄脈沖信號相互干擾。此觸發(fā)脈沖環(huán)節(jié)的接線方式為：以VT1器件的觸發(fā)單元而言，因為VT2器件的第一個脈沖比VT1器件的第一個脈沖滯后60176。所以當(dāng)VT2觸發(fā)單元的V4由截止變導(dǎo)通時，本身輸出一個脈沖，同時使VT1器件觸發(fā)單元V6的管截止，給VT1器件補送一個脈沖。同理，VT1器件觸發(fā)單元的X端應(yīng)接VT6器件觸發(fā)單元的Y端。依次類推，可以確定六個器件相應(yīng)觸發(fā)單元電路的雙脈沖環(huán)節(jié)間的相互接線。 同步型號為鋸齒波的觸發(fā)電路，解決觸發(fā)電路與晶閘管控制極電路之間的阻抗匹配，并實現(xiàn)弱電回路（觸發(fā)回路）和強電回路（晶閘管主電路）之間的電隔離。如圖可以得出TP脈沖變壓器的一次側(cè)電壓U1 強觸發(fā)電壓50V弱觸發(fā)電壓15V。取變壓器的變比K=5，脈沖寬度，脈沖變壓器的磁鐵材料選擇DR320。查閱資料可得鐵心材料的飽和磁密， 飽和磁場強度 ，剩磁磁密 第5章 雙閉環(huán)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器動態(tài)設(shè)計 電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)節(jié)作用：電流環(huán)由ACR和電流負(fù)反饋組成的閉環(huán)。其主要作用是穩(wěn)定電流。由于ACR為PI調(diào)節(jié)器。所以在穩(wěn)態(tài)的時候，它的輸入電壓△Ui必須為0。即△Ui =Usi 167。Id = 0 所以在穩(wěn)態(tài)的時候Id =Usi/167。此式的含義:當(dāng)Usi一定的情況下，由于電流調(diào)節(jié)器ACR的調(diào)節(jié)作用，整流裝置將保持在Usi/167。的數(shù)值上。假設(shè)Id Usi/167。 它的自動調(diào)節(jié)過程如下：它可以保持電流特性不便使得:自動限制最大電流 , 能有效抑制電網(wǎng)電壓波動的影響。,限幅值為Usim,這樣電流的最大值為Im Usim/167。.當(dāng)Id＞Im 167。 = — .。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動引起的電流波動，通過電流調(diào)節(jié)器 ACR的調(diào)節(jié)作用，使得電流很快的恢復(fù)原值。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓波動對轉(zhuǎn)速的影響很小，可以忽略。 時間常數(shù)的確定 表二 各種整流電路的失控時間（f=50Hz）整流電路形式最大失控時間Tsmax/ms平均失控時間Ts/ms單相半波20 10單相橋式10 5三相半波 三相橋式 系統(tǒng)電磁時間常數(shù)Tl：由上可知LΣ=，RΣ=，整流裝置滯后時間常數(shù)Ts：按表二，三相橋式電路的平均失控時間為Ts=。電流濾波時間Toi：，為了基本濾平波頭，應(yīng)有（12）Toi=，因此取Toi=2ms=。 電流環(huán)小時間常數(shù)之和T∑i：按小時間常數(shù)近似處理，為了方便起見本設(shè)計中我們就取T∑i=Ts+Toi=。 電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)的選擇根據(jù)設(shè)計要求δi＜5%，并保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典型Ⅰ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，因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為： 式中 Ki—電流調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)τi—電流調(diào)節(jié)器的超前時間常數(shù)檢查對電源電壓的抗擾性能：TL/T∑i =，對照典型Ⅰ型系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能，各項指標(biāo)都是可以接受的。 電流環(huán)的動態(tài)結(jié)構(gòu)框圖 電流調(diào)節(jié)器的參數(shù)計算電流調(diào)節(jié)器超前時