基于串級調(diào)速的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)畢業(yè)設計

前言現(xiàn)代工業(yè)的電力力拖動一般都都要求局部或或全部的自動動化，因此必必然要與各種種控制元件組組成的自動控控制系統(tǒng)聯(lián)系系起來，而電電力拖動則可可視為自動化化電力拖動系系統(tǒng)的簡稱。在在這一系統(tǒng)中中可對生產(chǎn)機機械進行自動動控制。隨著近代電力電電了技術(shù)和計計算機技術(shù)的的發(fā)展以及現(xiàn)現(xiàn)代控制理論論的應用，自自動化電力拖拖動正向著計計算機控制的的生產(chǎn)過程自自動化的方向向邁進。以達達到高速、優(yōu)優(yōu)質(zhì)、高效率率地生產(chǎn)。在在大多數(shù)綜合合自動化系統(tǒng)統(tǒng)中，自動化化的電力拖動動系統(tǒng)仍然是是不可缺少的的組成部分。另另外，低成本本自動化技術(shù)術(shù)與設備的開開發(fā)，越來越越引起國內(nèi)外外的注意。特特別對于小型型企業(yè)，應用用適用技術(shù)的的設備，不僅僅有益于獲得得經(jīng)濟效益，而而且能提高生生產(chǎn)率、可靠靠性與柔性，還還有易于應用用的優(yōu)點。自自動化的電力力拖動系統(tǒng)更更是低成本自自動化系統(tǒng)的的重要組成部部分。通常把電力電子子技術(shù)分為電電力電子器件件制造技術(shù)和和變流技術(shù)兩兩個分支。變變流技術(shù)也稱稱為電力電子子器件的應用用技術(shù)，它包包括用電力電電子器件構(gòu)成成各種電力變變換電路和對對這些電路進進行控制的技技術(shù)，以及由由這些電路構(gòu)構(gòu)成電力電子子裝置和電力力電子系統(tǒng)的的技術(shù)?？刂评碚搹V泛用用于電力電子子技術(shù)中，它它使用電力電電子裝置和系系統(tǒng)的性能不不斷滿足人們們?nèi)找嬖鲩L的的各種需求。電電力電子技術(shù)術(shù)可以看成是是弱電控制強強電的技術(shù)，是是弱電與強電電這兩者的結(jié)結(jié)合。自動控控制理論則是是實現(xiàn)這種結(jié)結(jié)合的一條強強有力的紐帶帶。另外，控控制理論和自自動化技術(shù)密密不可分，而而電力電子裝裝置則是自動動化技術(shù)的基基礎元件和重重要支撐技術(shù)術(shù)。本設計報告首先先根據(jù)設計要要求確定調(diào)速速方案和主電電路的結(jié)構(gòu)型型式，主電路路和閉環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)確定下來后后，重在對電電路各元件參參數(shù)的計算和和器件的選型型，包括整流流變壓器、整整流元件、平平波電抗器、保保護電路以及及電流和轉(zhuǎn)速速調(diào)節(jié)器的參參數(shù)計算，從從而達到設計計要求。1串級調(diào)速系系統(tǒng)1.1主電路方方案的確定全面比較單閉環(huán)環(huán)和雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)，把把握系統(tǒng)要求求實現(xiàn)的功能能，選擇最適適合設計要求求的虛擬控制制電路。根據(jù)據(jù)系統(tǒng)實際，選選擇轉(zhuǎn)速，電電流雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)。對于交流異步電電動機轉(zhuǎn)差功功率消耗型調(diào)調(diào)速系統(tǒng)，當當轉(zhuǎn)速較低時時轉(zhuǎn)差功率消消耗較大，從從而限制了調(diào)調(diào)速范圍。如如果要設法回回收轉(zhuǎn)差功率率，就需要在在異步電動機機的轉(zhuǎn)子側(cè)施施加控制，此此時可以采用用繞線轉(zhuǎn)子異異步電動機。常常見的繞線轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子異步電動動機用轉(zhuǎn)子回回路串電阻調(diào)調(diào)速，這種調(diào)調(diào)速方法簡單單、操作方便便且價格便宜宜，但在電阻阻上將消耗大大量的能量，效效率低，經(jīng)濟濟性差，同時時由于轉(zhuǎn)子回回路附加電阻阻的容量大，可可調(diào)的級數(shù)有有限，不能實實現(xiàn)平滑調(diào)速速。為了克服服上述缺點，必必須尋求一種種效率較高、性性能較好的繞繞線轉(zhuǎn)子異步步電動機轉(zhuǎn)差差功率同饋型型調(diào)速方法，串串級調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)就是一個很很好的解決方方案。串級調(diào)速是通過過繞線式異步步電動機的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子回路引入入附加電勢而而產(chǎn)生的。它它屬于變轉(zhuǎn)差差率來實現(xiàn)串串級調(diào)速的。與與轉(zhuǎn)子串電阻阻的方式不同同，串級調(diào)速速可以將異步步電動機的功功率加以應用用（回饋電網(wǎng)網(wǎng)或是轉(zhuǎn)化為為機械能送回回到電動機軸軸上），因此此效率高。它它能實現(xiàn)無級級平滑調(diào)速，低低速時機械特特性也比較硬硬。特別是晶晶閘管低同步步串級調(diào)速系系統(tǒng)，技術(shù)難難度小，性能能比較完善，因因而獲得了廣廣泛的應用。1.2系統(tǒng)靜態(tài)態(tài)及動態(tài)要求求若采用轉(zhuǎn)速負反反饋和PI調(diào)節(jié)器的單單閉環(huán)調(diào)速系系統(tǒng)雖然可以以在保證系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定的條件件下實現(xiàn)轉(zhuǎn)速速無靜差，不不過當對系統(tǒng)統(tǒng)的動態(tài)性能能要求較高，例例如要求快速速起制動，突突加負載動態(tài)態(tài)速降小等等等，單閉環(huán)系系統(tǒng)難以滿足足要求，因為為在單閉環(huán)系系統(tǒng)中不能完完全按照需要要來控制動態(tài)態(tài)過程的電流流或轉(zhuǎn)矩，在在單閉環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)中，只只有電流截止止負反饋環(huán)節(jié)節(jié)是專門用來來控制電流的的，但它只是是在超過臨界界電流值以后后，靠強烈的的負反饋作用用限制電流的的沖擊，并不不能很理想地地控制電流的的動態(tài)波形，當當電流從最大大值降低下來來以后，電機機轉(zhuǎn)矩也隨之之減少，因而而加速過程必必然拖長。若采用雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)，則則可以近似在在電機最大電電流（轉(zhuǎn)矩）受受限的條件下下，充分利用用電機的允許許過載能力，使使電力拖動系系統(tǒng)盡可能用用最大的加速速度起動，到到達穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速速后，又可以以讓電流迅速速降低下來，使使轉(zhuǎn)矩馬上與與負載相平衡衡，從而轉(zhuǎn)入入穩(wěn)態(tài)運行，此此時起動電流流近似呈方形形波，而轉(zhuǎn)速近似似是線性增長長的，這是在在最大電流（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）受到限限制的條件下下調(diào)速系統(tǒng)所所能得到的最最快的起動過過程。采用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速電流雙閉閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)，在系統(tǒng)中中設置了兩個個調(diào)節(jié)器，分分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速速和電流，二二者之間實行行串級聯(lián)接，這這樣就可以實實現(xiàn)在起動過過程中只有電電流負反饋，而而它和轉(zhuǎn)速負負反饋不同時時加到一個調(diào)調(diào)節(jié)器的輸入入端，到達穩(wěn)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只只靠轉(zhuǎn)速負反反饋，不靠電電流負反饋發(fā)發(fā)揮主要的作作用，這樣就就能夠獲得良良好的靜、動動態(tài)性能。與帶電流截止負負反饋的單閉閉環(huán)系統(tǒng)相比比，雙閉環(huán)調(diào)調(diào)速系統(tǒng)的靜靜特性在負載載電流小于時時表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速速無靜差，這這時，轉(zhuǎn)速負負反饋起主調(diào)調(diào)作用，系統(tǒng)統(tǒng)表現(xiàn)為電流流無靜差。得得到過電流的的自動保護。顯顯然靜特性優(yōu)優(yōu)于單閉環(huán)系系統(tǒng)。在動態(tài)態(tài)性能方面，雙雙閉環(huán)系統(tǒng)在在起動和升速速過程中表現(xiàn)現(xiàn)出很快的動動態(tài)跟隨性，在在動態(tài)抗擾性性能上，表現(xiàn)現(xiàn)在具有較強強的抗負載擾擾動，抗電網(wǎng)網(wǎng)電壓擾動。1.3串級調(diào)速速原理及基本本類型假定異步電動機機的外加電源源電壓及負載載轉(zhuǎn)矩都不變變．則電動機機在調(diào)速前后后轉(zhuǎn)子電流近近似保持不變變。若在轉(zhuǎn)子子回路中引入入一個頻率與與轉(zhuǎn)子電勢相相同，而相位位相同或相反反的附電勢則則轉(zhuǎn)子電流為為式中：：轉(zhuǎn)子回回路電阻；：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子繞組每相相漏抗；：轉(zhuǎn)子開路相電電勢；電動機在正常運運行時，轉(zhuǎn)差差率s很小，故≥。忽略有,上式中，為取決決于電動機的的一個常數(shù)，所所以，改變附附加電勢可以以改變轉(zhuǎn)差率率S，從而實現(xiàn)現(xiàn)調(diào)速。設當=00時電動機運運行于額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，即,由（式1-2）可見，當附附加電動勢與與轉(zhuǎn)子相電勢勢相位相反時時（前取負號號），改變的的大小，可在在額定轉(zhuǎn)速以以下調(diào)速，這這種調(diào)度方式式稱為低同步步串級調(diào)速，且且附加電勢與與轉(zhuǎn)子相電勢勢相位相同時時（前取正號號），改變的的大小，可在在額定轉(zhuǎn)速以以上調(diào)速，這這種調(diào)度方式式稱為超同步步串級調(diào)速（即即s<0）。串級調(diào)速四種基基本狀態(tài)方式式下能量傳遞遞方式如圖1-1所示，圖中不不計電動機內(nèi)內(nèi)部各種損耗耗，即認定定定子輸入功率率P即為轉(zhuǎn)子輸輸出功率。圖1-1串級級調(diào)速系統(tǒng)的的基本狀態(tài)方方式晶閘管低同步串串級調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)是在繞線轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子異步電動動機轉(zhuǎn)子側(cè)用用大功率的晶晶閘管或二極極管，將轉(zhuǎn)子子的轉(zhuǎn)差頻率率交流電變?yōu)闉橹绷麟?，再再用晶閘管逆逆變器將轉(zhuǎn)子子電流返回電電源以改變電電機轉(zhuǎn)速的一一種調(diào)速方式式。電氣串級調(diào)速速系統(tǒng)原理圖圖，見圖1-2圖1-2電氣氣串級調(diào)速系系統(tǒng)原理圖1.4電動機供供電方案的確確定變電壓調(diào)速是直直流調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)用的主要方方法，調(diào)節(jié)電電樞供電電壓壓所需的可控控制電源通常常有3種：旋轉(zhuǎn)電電流機組，靜靜止可控整流流器，直流斬斬波器和脈寬寬調(diào)制變換器器。旋轉(zhuǎn)變流流機組簡稱G-M系統(tǒng)，用交交流電動機和和直流發(fā)電機機組成機組，以以獲得可調(diào)的的直流電壓。適適用于調(diào)速要要求不高，要要求可逆運行行的系統(tǒng)，但但其設備多、體體積大、費用用高、效率低低、維護不便便。用靜止的的可控整流器器，例如，晶晶閘管可控整整流器，以獲獲得可調(diào)直流流靜止可控整整流器又稱V-M系電壓。通通過調(diào)節(jié)觸發(fā)發(fā)裝置GT的控制電壓壓來移動觸發(fā)發(fā)脈沖的相位位，即可改變變Ud，從而實現(xiàn)現(xiàn)平滑調(diào)速，且且控制作用快快速性能好，提提高系統(tǒng)動態(tài)態(tài)性能。直流流斬波器和脈脈寬調(diào)制交換換器采用PWM，用恒定直直流或不可控控整流電源供供電，利用直直流斬波器或或脈寬調(diào)制變變換器產(chǎn)生可可變的平均電電壓。受器件件各量限制，適適用于中、小小功率的系統(tǒng)統(tǒng)。根據(jù)本此此設計的技術(shù)術(shù)要求和特點點選V-M系統(tǒng)。在V-M系統(tǒng)中中，調(diào)節(jié)器給給定電壓，即即可移動觸發(fā)發(fā)裝置GT輸出脈沖的的相位，從而而方便的改變變整流器的輸輸出，瞬時電電壓Ud。由于要求直直流電壓脈動動較小，故采采用三相整流流電路?？紤]慮使電路簡單單、經(jīng)濟且滿滿足性能要求求，選擇晶閘閘管三相全控控橋交流器供供電方案。因因三相橋式全全控整流電壓壓的脈動頻率比三三相半波高，因因而所需的平平波電抗器的的電感量可相相應減少約一一半，這是三三相橋式整流流電路的一大大優(yōu)點。并且且晶閘管可控控整流裝置無無噪聲、無磨磨損、響應快快、體積小、重重量輕、投資資省。而且工工作可靠，能能耗小，效率率高。同時，由由于電機的容容量較大，又又要求電流的的脈動小。綜綜上選晶閘管管三相全控橋橋整流電路供供電方案。在一般情況下，晶晶閘管變流裝裝置所需的交交流電供電壓壓與電網(wǎng)往往往不一致。另另外為了減小小電網(wǎng)與晶閘閘管裝置的相相互干擾，要要求能夠隔離離，所以通常常要配用整流流變壓器。為為了抑制諧波波干擾，一般般采用接法的的整流變壓器器?？紤]到異步電動動機輸出的最最大轉(zhuǎn)矩的降降低，功率因因數(shù)的降低和和轉(zhuǎn)子損耗增增大等因素，不不論對于新設設計的或是改改造的都應對對異步電動機機的容量進行行重新選擇的的計算，串級級調(diào)速異步電電動機的容量量計算如下：：式中，——串級級調(diào)速系數(shù)，一一般取1.22左右。對于于在長期低速速運行的串級級調(diào)速系統(tǒng)，該取大一點；——按照常規(guī)運運算方式計算算的電動機容容量。從產(chǎn)品手冊中選選擇的電動機機容量≥本設計采用內(nèi)反反饋串級調(diào)速速電機及其控控制裝置技術(shù)術(shù)手冊提供的的有關數(shù)據(jù)設設計而成。該電機定額為連連續(xù)定額S11，基本防護護等級為IPP23，基本本冷卻方法為為ICO1，基基本結(jié)構(gòu)和安安裝方式為IIBM3?？刂齐姍C型號JRNT151122-4最高/最低轉(zhuǎn)速速1480/69900r/minn額定功率45kW效率95%定子電壓/電流流380V/855..9A功率因數(shù)0.87轉(zhuǎn)子電壓/電流流340V/811AA控制裝置型號JC4-8000AA/8000VV表1-1繞線線式異步電動動機由于調(diào)速范圍小小，且對動、靜靜態(tài)性能有一一定性能要求求，選用晶閘閘管串級調(diào)速速雙閉環(huán)調(diào)速速系統(tǒng)比較合合適。整流器器采用三相橋橋式全控整流流電路。2電動機容量校校核（一）最大轉(zhuǎn)差差率式中：：電動機機的同步轉(zhuǎn)速速，近似等于于電動機的額額定轉(zhuǎn)速；：串級調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的最低工作作轉(zhuǎn)速；：調(diào)速范圍轉(zhuǎn)差率S=

（1500--1480）/15000

=

0..0133；最大轉(zhuǎn)差率Smaxx=(1480

―

690))

/

14480

=

0..5337；調(diào)速范圍DD

=/=14880/690==2.14449；（二）轉(zhuǎn)子整流流器的最大輸輸出電壓型號KITKUTKUVKIVKILKLK三相帶中線0.3670.670.5770.4721.3510.866三相橋0.3671.350.8150.8161.0520.5雙三相橋串聯(lián)0.3672.70.8161.5781.0340.36～0..552雙三相橋并聯(lián)0.1841.350.4180.7891.0310.26～0..332表2-1變流流器主電量計計算系數(shù)SEQ表2-1_變流器主電量計算系數(shù)\*ARABIC1式中：：轉(zhuǎn)子開開路相電勢；；：整流電壓計算算系數(shù)，見表表2-1；則（三）最大直流流整流電流式中：λM：電電動機的電流流過載倍數(shù)，近近似等于轉(zhuǎn)矩矩過載倍數(shù)2；I22N：轉(zhuǎn)子線線電流額定值值；KIV：整流電電壓計算系數(shù)數(shù)，見表2-1；IdN：轉(zhuǎn)子整整流器輸出直直流電流額定定值；IdN=I2N/KIV；1..1：考慮到轉(zhuǎn)子子電流畸變等等因素的影響響而引如的系系數(shù)；則（五）最大直流流整流電阻（六）定子電阻阻定轉(zhuǎn)子繞組的變變比=折算到轉(zhuǎn)子側(cè)的的定子電阻=（七）電動機額額定轉(zhuǎn)矩（八）折算到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子側(cè)的漏抗抗3整流二極管的的選擇3.1整流二極極管電壓的選選擇設每個橋臂上串串聯(lián)的整流二二極管數(shù)目為為N=3，則每個二二極管的反向向重復峰值為為式中：：電壓壓計算系數(shù)，見見上表2-1；：轉(zhuǎn)子開路相電電勢；：均壓系數(shù)，一一般取0.99。對于元件件不要串聯(lián)時時取1；由上式可見見，整流二極極管所承受的的最高電壓與與最低電壓與與系統(tǒng)的調(diào)速速范圍D有關，調(diào)速范范圍越高，元元件承受的電電壓越高。則：3.2整流二極極管電流的選選擇在大容量串級調(diào)調(diào)速系統(tǒng)中，需需要將幾個整整流二極管并并聯(lián)使用。設設并聯(lián)支路數(shù)數(shù)為Np=3則每個整流流二極管的電電流計算如下下：式中：KＩＩＴ：電流計計算系數(shù)，見見表2-1；Iｄｍａｘ：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子整流器最最大直流整流流電流；KＡＣ：均流系系數(shù)。其值可可取0.8～0.9，對于元件不不并聯(lián)的情況況下取1；4逆變變壓器的的參數(shù)計算4.1概述對于不同的的異步電動機機轉(zhuǎn)子額定電電壓和不同的的調(diào)速范圍、要要求有不同的的逆變變壓器器二次側(cè)電壓壓與其匹配；；同時也希逐逐轉(zhuǎn)子電路與與交流電網(wǎng)之之間實行電隔隔離，因此一一般串級調(diào)速速系統(tǒng)中均需需配置逆變變變壓器。4.2逆變壓器器二次側(cè)參數(shù)數(shù)的初步計算算（一）逆變壓器器二次側(cè)電壓壓根據(jù)最低轉(zhuǎn)速時時轉(zhuǎn)子最大整整流電壓與逆逆變器最大電電壓相等的原原則確定：式中：UＴＴ２：逆變變變壓器二次側(cè)側(cè)線電壓；Uｄｍａｘ：轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子整流器最最大輸出直流流電壓；KＵＶ：整流流電壓計算系系數(shù)，見表2-1；βｍｉｎ：最小小逆變角，一一般取30°；即，（二）逆變變壓壓器折算至直直流側(cè)電抗，則，折算到直流流側(cè)等效電阻阻（三）平波電抗抗器直流電阻阻（四）在串級調(diào)調(diào)速狀態(tài)運行行時的額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速當S=1時，電電動機定子折折算到直流側(cè)側(cè)的等效電阻阻為1.733，故電動機機額定轉(zhuǎn)矩考慮到換相重疊疊角的影響，并并經(jīng)線性化處處理，上式中中為則轉(zhuǎn)矩降低系數(shù)為為（五）串級調(diào)速速狀態(tài)運行時時最高轉(zhuǎn)速的的確定直流回路總等效效電阻為式中，電動機折折算到直流側(cè)側(cè)的等效電阻阻，可按功率率相等的原則則進行折算，即即得（六）最大電流流時的電動勢勢系數(shù)為：（七）最大轉(zhuǎn)速速：則（八）轉(zhuǎn)速降低低系數(shù)（九）電動機校校驗或即，所選電動機機符合要求。所以，時，換相相重疊角為系統(tǒng)工作在第一一工作區(qū)。4.3逆變變壓壓器計算逆變變壓器二次次側(cè)線電壓又因為逆變變壓器計算算容量為逆變變壓器一次次側(cè)電流因此修正為符合前面所取的的值5硅整流元件及及晶閘管的選選擇（一）參數(shù)計算算式中（三相橋式電電路、電感性性負載）取因為取選擇硅整流元件件ZP1500-12六只，晶閘閘管KP1500-12六只。（二）調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的保護晶閘管有換相方方便，無噪音音的優(yōu)點。設設計晶閘管電電路除了正確確的選擇晶閘閘管的額定電電壓、額定電電流等參數(shù)外外，還必須采采取必要的過過電壓、過電電流保護措施施。正確的保保護是晶閘管管裝置能否可可靠地正常運運行的關鍵。（1）過電壓保保護不能從根本上消消除過電壓的的根源，只能能設法將過電電壓的幅值抑抑制到安全限限度之內(nèi)，這這是過電壓保保護的基思想想。抑制過電電壓的方法不不外乎三種：：用非先行元元件限制過電電壓的幅度；用用電阻消耗產(chǎn)產(chǎn)生過電壓的的能量；用儲儲能元件吸收收產(chǎn)生過電壓壓的能量。實實用中常視需需要在電路的的不同部位選選用不同的方方法，或者在在同一部位同同時用兩種不不同保護方法。以以過電壓保護護的部位來分分，有交流側(cè)側(cè)過壓保護、直直流側(cè)過電壓壓保護和器件件兩端的過電電壓保護三種種。1、交流側(cè)過電電壓保護本設計采用阻容容保護即在變壓器器二次側(cè)并聯(lián)聯(lián)電阻R和電容C進行保護。如如圖5-1所示：：圖5-1阻容保護電路圖圖5-1阻容保護電路圖變壓器接法單相三相、二次Ｙ聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)三相二次Ｄ聯(lián)結(jié)結(jié)阻容裝置接法與變壓器二次側(cè)側(cè)并并聯(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表5-1變壓壓器連接及阻阻容選擇對于三相電路，Ｒ和Ｃ的值可按表5-1換算。本系統(tǒng)采用D--Y連接。S=1.92999KVA，

U2=120VV

變壓器勵磁電流流百分數(shù)Iem取值：當S=1～10KVA時，對應的的Iem=4～1，所以Iem取3。C≥6IemmS/U22=×6××3×34××103/1202=14.117μF選取20μF的的鋁電解電容容器。變壓器短路電壓壓比選?。篠=1～10KVAA，Iｅｍ=1～5，所以Iｅｍ取3。Ｃ≥2.33U22/S=22.3×12202/1.92299×1003=9.337Ω即，選取電阻為為ZB1-110的電阻。（二）直流側(cè)過過電壓保護直流側(cè)保護可采采用與交流側(cè)側(cè)保護相同保保護相同的方方法，可采用用阻容保護和和壓敏電阻保保護。但采用用阻容保護易易影響系統(tǒng)的的快速性，并并且會造成加加大。因此，一一般不采用阻阻容保護，而而只用壓敏電電阻作過電壓壓保護,如圖(3-2)所示示。U1MA=（11.8-2..2）UDC=(1..8-2.22)×2330=4144-460VV選MY31-4440/5型型壓敏電阻。允允許偏差+10％（484V）。晶閘管及整流二二極管兩端的的過電壓保護護查表5-2；晶閘管額定電流流//μA1020501002005001000電容/μF0.10.150.20.250.512電阻/Ω1008040201052圖5-2壓敏電電阻保護的接接法抑制晶閘管關斷斷過過電壓一般般采采用在晶閘閘管管兩端并聯(lián)聯(lián)阻阻容保護電電路路方法。電電容容耐壓可選選加加在晶閘管管兩兩端工作電電壓壓峰值的1.1～1.15倍得C=0.11μFF，R=100Ω。選R為0.2μμF的CZZJD-2型金屬化紙紙介質(zhì)電容容器器。PR=fCUmm2×110-6==550×0..22×10--66×(××1120)22××10-66==0.455××10-66WW即，選R為200ΩΩ普通金屬膜膜電阻器，RRRJ-0..55。二、電流保護快速熔斷器的斷斷流流時間短，保保保護性能較較好好，是目前前應應用最普遍遍的的保護措施施?？炜焖偃蹟嗥髌骺煽梢园惭b在在直直流側(cè)、交交流流側(cè)和直接接與與晶閘管串串聯(lián)聯(lián)。1）交流側(cè)快速速熔斷斷器的選擇擇II2=5.377AA選取RLS-1100快速熔斷器器，熔體額額定定電流6A。2）晶閘管串連連的快快速熔斷器器的的選擇I=II2=5.377AA，IT=3.1111A選取RLS-110快速速熔斷器，熔熔熔體額定電電流流4A。3）電壓和電流流上升升率的限制制電壓上升率：：正正相電壓上上升升率較大時，會會使晶閘管管誤誤導通。因因此此作用于晶晶閘閘管的正相相電電壓上升率率應應有一定的的限限制。造成電壓上升率率過大的原因因一般有兩兩點點：由電網(wǎng)網(wǎng)侵侵入的過電電壓壓；由于晶晶閘閘管換相時時相相當于線電電壓壓短路，換換相相結(jié)束后線線電電壓有升高高，每每一次換相相都都可能造成成過過大。限制過大可可在電源輸輸入入端串聯(lián)電電感感和在晶閘閘管管每個橋臂臂上上串聯(lián)電感感，利利用電感的的濾濾波特性，使使使降低。電流上升率：：導導通時電流流上上升率太大大，則則可能引起起門門極附近過過熱熱，造成晶晶閘閘管損壞。因因此對晶閘閘管管的電流上上升升率必須有所限限制。產(chǎn)生過大的原因因，一一般有：晶晶閘閘管導通時時，與與晶閘管并并聯(lián)聯(lián)的阻容保保護護中的電容容突突然向晶閘閘管管放電；交交流流電源通過過晶晶閘管向直直流流側(cè)保護電電容容充電；直直流流側(cè)負載突突然然短路等等等。限制，除在阻阻容保護中中選擇合適適的的電阻外，也也也可采用與與限限制相同的的措措施，即在在每每個橋臂上上串串聯(lián)一個電電感感。限制和的電電感，可采用用空空心電抗器器，要要求L≥（20～30）μH；也可采用用鐵心電抗抗器器，L值可偏大些些。在容量量較較小系統(tǒng)中中，也也可把接晶晶閘閘管的導線線繞繞上一定圈圈數(shù)數(shù)，或在導導線線上套上一一個個或幾個磁磁環(huán)環(huán)來代替橋橋臂臂電抗器。所以，為了防止止每每個橋臂上上串串聯(lián)一個30μH的電感。6平波電抗器電電感量量的計算6.1轉(zhuǎn)子直流流回回路平波電電抗抗器的作用用一，使串級挑速速在在最小工作作電電流下仍能能維維持電流的的連連續(xù)；二，減小電流脈脈動動，把直流流回回路中的脈脈動動分量在電電動動機轉(zhuǎn)子中中造造成的附加加損損耗控制在在允允許的范圍圍內(nèi)內(nèi)。6.2電感的計計算算一、電動機等效效電電感二、逆變變壓器器等等效電感三、按電流連續(xù)續(xù)要要求的電感感量量式中，（三相橋式全控控電路路）即，四、按限制電流流脈脈動要求的的電電感量式中，———最最低次諧波波電電壓幅值；——逆變變壓器器二次側(cè)側(cè)相電壓有有效效值；——最低次諧波波頻率，對對于三相橋橋式式電路；——電流脈動系系數(shù)，要要求=0.05；——（三相橋式式全控電電路）；則，選取平波電抗器器，當當Iｄ=106.77A時電感量為8mH，Iｄ=5.35A時電感量不不小于20mmH。7啟動方式的確確定用串級調(diào)速裝置置啟啟動時，啟啟動動電流由于，則需要在在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子回路中中串串聯(lián)頻敏變變阻阻器啟動，待待待S=0.779，即n=3155r/miinn時串級調(diào)速速裝置再投投入入運行。8雙閉環(huán)控制系系統(tǒng)的的參數(shù)計算一、雙閉環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)靜靜態(tài)參數(shù)計計算算（1）取速度給給定電壓速度反饋系數(shù)（2）取電流給給定電壓電流反饋系數(shù)（3）取電流調(diào)調(diào)節(jié)器輸出出電壓最大大值值；晶閘管電壓放大大倍倍數(shù)（4）晶閘管逆逆變器的滯滯后時間常常數(shù)數(shù)低速時靜差率要要求求的速度降降由于采用了抑止止零零點漂移的PI調(diào)節(jié)器，故故穩(wěn)態(tài)時的的速速度降必須須滿滿足：則因為，取若取電流環(huán)故靜差率（二）雙閉環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的動態(tài)參參數(shù)數(shù)計算由前述分析可知知，與均為轉(zhuǎn)差率S的函數(shù)，故故電流環(huán)為非非定常系統(tǒng)，但但當時的與值可按定常常系統(tǒng)設計，保保證系統(tǒng)具有有良好的性能能。（1）電流環(huán)參參數(shù)計算算由公式知，將代代入可可以推得由于要求電流環(huán)環(huán)超超調(diào)量小，故故故電流環(huán)按按典典型I型系統(tǒng)設計計。取則令故，（2）速度環(huán)參參數(shù)計算算由于系統(tǒng)要求抗抗擾擾性能及跟跟隨隨性能好，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速環(huán)按典典型型Ⅱ型系統(tǒng)設計計，且取h=5。取轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率率又因為滿足及ωｉ＜的的條條件，故電電流流環(huán)可等效效為為慣性環(huán)節(jié)節(jié)。則若按兩種計算結(jié)果基基本本一致，取取。統(tǒng)飛輪矩按電動動飛飛輪矩的1.5倍考慮，即GD2=1.5××0.1==00.15NN··m9系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)構(gòu)設計計9.1供電系統(tǒng)統(tǒng)的的設計結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖9-1三相橋式全控整整流流電路大多多用用于向阻感感負負載和反電電動動勢阻感負負載載供電（即即用用于直流電機機傳動），下下下面主要分分析析阻感負載載時時的情況，對對對于帶反電電動動勢阻感負負載載的情況，只只只需在阻感感負負載的基礎礎上上掌握其特特點點，即可把把握握其工作情情況況。當α≤60o時，Ud波形連續(xù)，電電電路的工作作情情況與帶電電阻阻負載時十十分分相似，各各晶晶閘管的通通斷斷情況、輸輸出出整流電壓壓UUd波形、晶閘閘管承受的的電電壓波形等等都都一樣。區(qū)區(qū)別別在于負載載不不同時，同同樣樣的整流輸輸出出電壓加到到負負載上，得得到到的負載電電流流Id波形不同，電電電阻負載時時IId

波形與

Ud的波形形狀狀一樣。而而阻阻感負載時時，由于電感的的作用，使使得得負載電流流波波形變得平平直直，當電感感足足夠大的時時候候，負載電電流流的波形可可近近似為一條條水水平線。圖6和圖7分別給出了了三相橋式式全全控整流電電路路帶阻感負負載載α=0o和α=30o的波形。

圖6中除給出出Ud波形形和Id波形外，還還給出了晶晶閘閘管VT1電流IVT1

的波波形，可與與圖圖2帶電阻負載載時的情況況進進行比較。由由由波形圖可可見見，在晶閘閘管管VT1導通段，IVT1波形由由負載電流

Id

波形決定，和和和Ud波形不同。圖7中除給出Ud波形和Id

波形外，還還給出了變變壓壓器二次側(cè)a相電流

Ia

的波形，可可與圖3帶電阻負載載時的情況況進進行比較。當當當α＜60o時，阻感負負載時的工工作作情況與電電阻阻負載時不不同同，電阻負負載載時Ud波形不會出出現(xiàn)負的部部分分，而阻感感負負載時，由由于于電感L的作用，Ud波形會出現(xiàn)現(xiàn)負的部分分。圖8給出了α=90o時的波形。若若電感L值足夠大，UUd中正負面積積將基本相等等，Ud平均值近似似為零。這表明，帶帶阻感負