雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計說明書-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 發(fā)現(xiàn)，如果在系統(tǒng)中設(shè)置兩個調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，兩者之間實行串聯(lián)連接，即以轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器ACR的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出作為晶閘管觸發(fā)裝置的控制電壓，那么這兩種調(diào)節(jié)作用就能互相配合，相輔相成了。晶閘管供電的直流調(diào)速控制系統(tǒng)具有良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。80年代后，出現(xiàn)了電力集成電路（PIC），屬于第三代電力電子器件，在PIC中，不僅含有主電路的器件，而且把驅(qū)動電路以及過壓、過電流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等電路都集成在一起，形成一個整體。調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖21所示。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。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。主電路的工作過程為：先合上開關(guān)QS1，接通三相電源，經(jīng)整流變壓器變壓后，一路經(jīng)整流二極管VD1~VD6組成的三相不可控橋式整流電路轉(zhuǎn)換成直流電，作為直流電機的勵磁電源。 一次、二次相電流II2的計算整流變壓器一次、二次相電流與負載電流之比分別為： KI1=I1/Id （32）KI2=I2/Id （33） 考慮變壓器的勵磁電流時，即： （34）對于三相全控整流電路 KI1=, KI2=，由式（33）、（34）可得： S1=m1U1I； （35） S2=m2U2I2； （36） S=(S1+S2)； （37）式中mm2 一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)；對于三相全控撟式整流電路m1=3，m2=3，則有：S1=m1U1I1=3380= kVAS2=m2U2I2=3120= kVA S=(S1+S2)= (+）= kVA 取S= 晶閘管實際承受的最大峰值電壓，并考慮（2～3）倍的安全裕量，參照標(biāo)準(zhǔn)晶閘管電壓等級，即可確定晶閘管的額定電壓，即 =（2～3）在三相全控橋式整流電路，每個晶閘管所承受的最大峰值電壓為，則 （38）這里取選擇晶閘管額定電流的原則是必須使管子允許通過的額定電流有效值大于實際流過管子電流最大有效值，即: = 或 ==K （39）考慮到（～2）倍的裕量 =（～2）K （310）式中K=/（）——電流計算系數(shù)。表31 變壓器和阻容裝置不同接法時電阻和電容的數(shù)值變壓器接法單相三相、二次Y聯(lián)結(jié)三相、二次D聯(lián)結(jié)阻容裝置接法與變壓器二次側(cè)并聯(lián)Y聯(lián)結(jié)D聯(lián)結(jié)Y聯(lián)結(jié)D聯(lián)結(jié)電容CC1/3C3CC電阻RR3R1/3RR取=6, =8，由式（311）、（312）、（313）得 C≥6S/U22=66103/1202=耐壓≥ =120=由公式計算出電容量一般偏大，實際選用時還可參照過去已使用裝置情況來確定保護電壓的容量，這里選CZ322型金屬化紙介電容器，電容量160uF，耐壓300V。閘管及整流二極管兩端的過電壓保護抑制晶閘管關(guān)斷過電壓一般采用在晶閘管兩端并聯(lián)阻容保護電路方法。快速熔斷器可以安裝在直流側(cè)、交流側(cè)和直接與晶閘管串聯(lián)。熱繼電器FR既作缺相保護，也可作過載保護。（1）算出電流連續(xù)的臨界電感量可用下式計算，單位mH。本設(shè)計中取=、=8所以 =8120/（100209）= (4）實際串入平波電抗器的電感量 （315） 已知電動機電感量=7mH ，則：Ld=max(L2,L1)(LD+2LT)=(7+2)= 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。KC42主要是用于電網(wǎng)電壓波形的補償，從而使同步脈沖更加準(zhǔn)確，減小了電網(wǎng)電壓波形對觸發(fā)脈沖的影響。圖43 177。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。故=。ASR的比例系數(shù)為：。設(shè)理想空載z=0，h=5時，查得=%，所以=2（）（）=，滿足設(shè)計要求。模型中轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋均取自電動機測量單元的轉(zhuǎn)速和電流輸出端，減小了測速和電流檢測環(huán)節(jié)，這不會影響仿真的真實性。（4）電機模型的設(shè)置 勵磁電阻為。從圖可看出，起動時電樞電流各電磁轉(zhuǎn)矩沒達到最大允許值，轉(zhuǎn)速也沒有超調(diào)，穩(wěn)態(tài)時，轉(zhuǎn)速仍穩(wěn)定中給定轉(zhuǎn)速。本課程設(shè)計綜合運用了自動控制原理、電力電子技術(shù)、電力拖動與控制技術(shù)等的知識，為了更好的完成設(shè)計，我又重新復(fù)習(xí)了一遍原來所學(xué)的知識，加深了對知識的理解，提高了對知識的應(yīng)用能力，同時使我認識到了各個課程之間是緊密聯(lián)系的。電樞電流增大很多。單擊工具欄的按鈕，即可進行仿真。、120176。 系統(tǒng)的建模與參數(shù)設(shè)置 系統(tǒng)的建模采用Simulink工具箱中的Power System模塊組成的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)如圖61所示。⑦ 計算調(diào)節(jié)器電阻和電容：取=40，則，取620。④ 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的選擇圖52 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器按設(shè)計要求，選用PI調(diào)節(jié)器，其傳函為，其模擬電路圖如圖52所示。晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件：滿足條件。④ 電流調(diào)節(jié)器的選擇圖51 電流調(diào)節(jié)器因為電流超調(diào)量，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。 同步變壓器設(shè)計如圖41所示的六路雙脈沖觸發(fā)電路需要三個互差120176。觸發(fā)集成芯片采用目前比較常用的KC系列。通常負載需要的只是直流分量，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。當(dāng)發(fā)生無勵磁或弱磁（勵磁電流沒達到最小允許值）時，KA2的常開觸頭斷開，接觸器KM失電，其主觸頭切斷全控整流器的電源，從而實現(xiàn)無勵磁或弱磁保護。（3）過電流繼電器的選擇因為負載電流為209A，所以可選用吸引線圈電流為30A的JL1411ZS型手動復(fù)位直流過電流繼電器，209=≈260A。由于 由上表得C=，R=10Ω，電容耐壓≥==120=441V, 耐壓為450V。（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。 過電壓保護以過電壓保護的部位劃分，可分為交流側(cè)過電壓保護、直流側(cè)過電壓保護和器件兩端過電壓保護三種。一般可按下式計算，即： （31）式中:A—理想情況下，α=0176。觸發(fā)集成芯片采用目前比較常用的KC系列。變壓器二次繞組電流中沒有直流分量，種用率高。由于所提供的電動機為10KW。2直流調(diào)速系統(tǒng)的方案確定 系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)及要求技術(shù)數(shù)據(jù)：直流電機額定功率PN=48KW；額定電壓=230V, 額定電流IN=209A,極對數(shù)2P=2,轉(zhuǎn)速nn=1450r/min；電樞電阻Ra= ,勵磁電壓UL=220V, 勵磁電流IL=。我國現(xiàn)有最大單機容量為70