造紙機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)的研究

設(shè)計(jì)要求概述直流調(diào)速系統(tǒng)在當(dāng)代機(jī)電傳動控制系統(tǒng)中的專業(yè)技術(shù)發(fā)展水準(zhǔn)在隨時變化。從60時期到70年代末，直流調(diào)速系統(tǒng)做到一個全新的發(fā)展環(huán)節(jié)。這類發(fā)展采用的是電力電子學(xué)和電子信息技術(shù)為核心的，新型電力電子器件的應(yīng)用及其數(shù)據(jù)處理方法速率與運(yùn)算精密度相對較高的微解決，使的各種電機(jī)特性愈來愈高。伴隨著近現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)，電力電子器件的發(fā)展輸出功率變流技術(shù)發(fā)展到了一個弱電安裝操縱，弱電為導(dǎo)出新時代。直流調(diào)速系統(tǒng)在多個行業(yè)初露鋒芒，并得到迅速發(fā)展。直流拖拽系統(tǒng)的重要處取決于[1]：非常容易操縱，可在比較寬的范圍之內(nèi)光滑而穩(wěn)定的調(diào)速，及其快速地回應(yīng)等。因而直流調(diào)速仍具有極強(qiáng)的活力。由于科技的飛快發(fā)展，溝通交流技術(shù)性在各個行業(yè)里的發(fā)展也變得越來越快并逐步替代直流調(diào)速系統(tǒng)在調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，溝通交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展是高新科技發(fā)展的必然趨勢，可是直流調(diào)速系統(tǒng)在各個行業(yè)里的應(yīng)用并不是立刻便被替代的，終將親身經(jīng)歷一個很長階段的發(fā)展。傳動系統(tǒng)主電動機(jī)額定參數(shù)最大功率=30kw；額定電流=220V；額定電壓=158.5A；Nnom=1000r/min；λ=2；J=7.9kg.m2；勵磁方式替他勵電動機(jī)型號為Z2—91型測速發(fā)電機(jī)；稀土永磁式，ZYS231/110型；額定值數(shù)據(jù)信息為23.1W，110V，0.21A1900r/min生產(chǎn)機(jī)械和工藝對控制系統(tǒng)的要求1）生產(chǎn)機(jī)械規(guī)定造紙?jiān)O(shè)備傳動裝置為不可逆無級調(diào)速運(yùn)作，且具有很高的穩(wěn)定精度調(diào)速范疇D≥15靜差率≤3%。2）速率平穩(wěn)，起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中加減速穩(wěn)定。3）系統(tǒng)軟件應(yīng)有相對較高的抗擾能力和動態(tài)性質(zhì)量，動態(tài)性速降要低，修復(fù)時間較短（tf≤0.5s）。4）系統(tǒng)軟件應(yīng)具備完備的保障措施。電氣設(shè)計(jì)的主要任務(wù)1）整體方案的明確。2）系統(tǒng)實(shí)體線方案的選擇和明確，包含拖拽系統(tǒng)的明確、供電系統(tǒng)方案的選擇、逆變電路的方式的確認(rèn)及其參數(shù)測算與選擇。3）關(guān)鍵維護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)方案。4）系統(tǒng)動態(tài)性建筑工程設(shè)計(jì)一般包括，轉(zhuǎn)速比調(diào)節(jié)器和電流量調(diào)節(jié)器的構(gòu)造及其參數(shù)選擇，力求投資少和操作簡便。

調(diào)速系統(tǒng)方案的確定系統(tǒng)主回路方案的確定系統(tǒng)方案的選擇標(biāo)準(zhǔn)是在達(dá)到生產(chǎn)制造機(jī)械工藝的需求保證產(chǎn)品品質(zhì)前提下，力求低投資，經(jīng)濟(jì)效益高與操作簡便。拖動方案的確定電力工程拖動系統(tǒng)計(jì)劃方案關(guān)鍵依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對調(diào)速系統(tǒng)的需求來決定。它直接影響系統(tǒng)的專業(yè)技術(shù)合理性和產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)量是系統(tǒng)定制的關(guān)鍵階段。電動機(jī)是拖動操縱系統(tǒng)的控制元件，是促進(jìn)把電力轉(zhuǎn)換成機(jī)械動能的關(guān)鍵所在元器件。因而大部分時候也是根據(jù)電動機(jī)容積和主要參數(shù)來明確，但設(shè)計(jì)里早已得出為直流他勵電動機(jī)。所以就不再挑選。因?yàn)橹绷魍蟿酉到y(tǒng)具備起、制動性能宜在寬范圍之內(nèi)完成光滑調(diào)速能，非常好的達(dá)到直流調(diào)速系統(tǒng)的制作工藝對操縱系統(tǒng)的要求，因此選擇直流電動機(jī)作為策劃方案是絕對適宜的。供電方案的確定我們都知道，想要實(shí)現(xiàn)造紙?jiān)O(shè)備明白電氣設(shè)備無級調(diào)速，以調(diào)整電動機(jī)同步電機(jī)電源電壓的形式最好是。由晶閘管變流裝置供電系統(tǒng)的直流電調(diào)速系統(tǒng)，和轉(zhuǎn)動變流發(fā)電機(jī)組和正離子拖拽系統(tǒng)對比，不但在合理性和安全性上有非常大的提升，并且在技術(shù)規(guī)格上都顯現(xiàn)出比較大的優(yōu)勢。晶閘管裝置也是有缺陷：元器件對過壓、過電壓及其du/dt和di/dt都十分的比較敏感，必須使用靠譜的維護(hù)裝置；低運(yùn)行中系統(tǒng)功率因數(shù)低。從而產(chǎn)生高次諧波電流量成分，造成電網(wǎng)工作電壓的波形畸變，危害周邊別的電氣設(shè)備?？偟目磥恚恍杈чl管元器件品質(zhì)通關(guān)，裝置設(shè)計(jì)方案有效，維護(hù)階段完備，晶閘管裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)是十分可信賴的。因此本系統(tǒng)選用晶閘管變流裝置給直流電機(jī)的解決方案。調(diào)速方式的選擇根據(jù)直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速和其他參量的關(guān)系：（2-1）由（2-1）能夠得知，控制好電動機(jī)轉(zhuǎn)速有三種方式，調(diào)整電樞電壓U、變?nèi)蹼姍C(jī)激磁磁通Φ、更改電樞回路電阻R。（1）調(diào)整電樞電壓的調(diào)速方式，一般情況下實(shí)現(xiàn)的調(diào)速范圍包括4—8；（2）更改電樞回路電阻R的調(diào)速方式也只能是有級調(diào)速，且電阻器自身耗費(fèi)電磁能；（3）較差磁通的調(diào)速方式，調(diào)速范疇小，通常僅僅相互配合變壓調(diào)速的調(diào)速方式，在基速之上做局部性調(diào)速。針對規(guī)定在一定范圍之內(nèi)無極光滑調(diào)速系統(tǒng)軟件而言，以調(diào)整電樞供電系統(tǒng)電壓的方式為最好是。因而，自動控制系統(tǒng)的直流電調(diào)速系統(tǒng)軟件往往以變壓器調(diào)速為主導(dǎo)。因此，該系統(tǒng)選用變壓調(diào)速。整流電路形式的確定晶閘管整流裝置，能是單相電、三相或者更多組分?jǐn)?shù)，半波、全波、半控、全控等幾種，各種各樣整流電路的技術(shù)規(guī)格與經(jīng)濟(jì)特性不盡相同。單相電晶閘管整流電路工作電壓脈沖大，脈沖頻率低，危害三相電網(wǎng)平衡運(yùn)作，一般多與10kw以內(nèi)的拖拽系統(tǒng)軟件。三相半波整流電路雖然對于三相電網(wǎng)均衡運(yùn)作沒影響，僅用三只晶閘管，項(xiàng)目投資比三相電橋電路小，可是整流器變壓器二次側(cè)繞阻每星期期限內(nèi)僅有1/3的時間也有電流量，使用率低，且變電器存有直流電被磁化難題。當(dāng)整流器工作電壓相同的情況下，晶閘管元件能承受的反方向直流電壓比三相平臂整流電路高，故元件工程造價高。三相平臂全控整流電路等同于六相整流器，常用整流器元件總數(shù)為三相半波整流電路兩倍總的投入比三相半波整流電路多?？墒?，這類整流電路的電流脈沖比三相半波整流少一半，變電器不會有直流電被磁化狀況，使用率高，整流電路的無法控制時長僅有三相半波整流電路的一半，可以提高系統(tǒng)軟件回應(yīng)高頻率性。與三相半波整流電路對比，晶閘管元件承擔(dān)正反面相壓力降較低，因此在中等水平之上容量整流裝置中獲得廣泛運(yùn)用。除此之外，也有六相整流器，十二相及其十二相以上多組分整流電路，他的技術(shù)性性能優(yōu)和三相整流電路，可是常用整流器元器件數(shù)量大，投入大，故經(jīng)濟(jì)發(fā)展性能差。針對不同整流電路方式的特性，充分考慮技術(shù)性性能與經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)值，融合造紙?jiān)O(shè)備傳動系統(tǒng)電機(jī)容積級別，該系統(tǒng)定為三相橋式整流電路更加適宜。系統(tǒng)控制方案的確定在確認(rèn)系統(tǒng)軟件主回路計(jì)劃方案的前提下，依據(jù)造紙?jiān)O(shè)備的實(shí)際生產(chǎn)工藝流程要求及自動控制系統(tǒng)明確提出動態(tài)化技術(shù)性性能，并充分考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展性能指標(biāo)值，該系統(tǒng)選用雙閉環(huán)直流電不可逆轉(zhuǎn)變速方法。該平臺由轉(zhuǎn)速和電流2個調(diào)節(jié)器進(jìn)行全面的調(diào)整，可得到較好的動態(tài)性和靜態(tài)特性，因?yàn)檎{(diào)速系統(tǒng)的基本參數(shù)為轉(zhuǎn)速，所以將轉(zhuǎn)速環(huán)作為主要環(huán)放到外邊，電流環(huán)副環(huán)放里面，這可以抑制電網(wǎng)電壓的干擾對轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的影響。運(yùn)作時，添加給定工作電壓Ug，使“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器”和“電流調(diào)節(jié)器”電流調(diào)節(jié)器就是以飽和狀態(tài)限幅值導(dǎo)出，使電機(jī)以限制的較大運(yùn)行電流加快運(yùn)行，直至電機(jī)轉(zhuǎn)速做到給定轉(zhuǎn)速（Ug=UIN)，并當(dāng)出現(xiàn)超調(diào)量后，“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器”和“電流調(diào)節(jié)器”撤出飽和狀態(tài)，最終保持在稍低于給定轉(zhuǎn)速值下運(yùn)作。系統(tǒng)軟件工作的時候，最先要為電機(jī)加激磁，更改給出工作電壓Ug的尺寸就可以方便快捷地更改電動機(jī)轉(zhuǎn)速。“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器”、“電流調(diào)節(jié)器”都設(shè)有限幅階段，“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器”的輸出作為“電流調(diào)節(jié)器”地給出，利用“轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器”的輸出限幅可達(dá)到限定運(yùn)行電流的效果?！半娏髡{(diào)節(jié)器”的輸出作為“觸發(fā)電路”的控制電壓Uct，利用“電流調(diào)節(jié)器”的輸出限幅可達(dá)到限制目的。圖3-1雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖為了確保造紙?jiān)O(shè)備的安全運(yùn)營及其起、制動系統(tǒng)全過程加、降速穩(wěn)定，選用給出積分器開展轉(zhuǎn)速比給出，并通過控制器鎖零電路，當(dāng)系統(tǒng)軟件泊車的狀態(tài)下，將控制器導(dǎo)出電位差鎖到零位上，以保證系統(tǒng)靠譜泊車。

系統(tǒng)主電路參數(shù)計(jì)算及保護(hù)主電路裝置的計(jì)算與確定主電路設(shè)計(jì)是保證主回路的安全運(yùn)營的主要標(biāo)準(zhǔn)。整流變壓器參數(shù)計(jì)算選用整流變壓器通常是給晶閘管整流裝置給予所需要的電源電流，從而使晶閘管主電路和交流電網(wǎng)防護(hù)，降低整流器電路對于其他電氣設(shè)備的影響，且確保生命安全。在一般情況下，晶閘管變流器設(shè)備所規(guī)定的溝通交流電源電壓與電網(wǎng)電壓是不一致的，考慮到盡量減少電網(wǎng)和晶閘管設(shè)備之間相互影響，規(guī)定晶閘管主電路與電網(wǎng)防護(hù)，因此需要配備整流變壓器。變壓器二次側(cè)繞組一般分別由Y、D方式聯(lián)結(jié)，串聯(lián)后整流器電壓波形每周期時間脈沖12次，即等效電路的12相整流器電路。因?yàn)槊}沖工作頻率比較高，故是整流電源品質(zhì)大幅提升，是可減少平波電抗器的容積。因此系統(tǒng)用了Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器其3n次諧波在三角形布線的一次繞組內(nèi)產(chǎn)生電場，不會引入公共性高壓電網(wǎng)中那樣有益與抑制高次諧波電流量，并且更不要法有益于低電壓單相接地短路故障保護(hù)與摘除。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的承擔(dān)單相電不均衡負(fù)荷能力特別大。圖4-1系統(tǒng)主傳動晶閘管整流電路1、整流器變壓器的接線變壓器選用D-Y連接它能夠有效地有效地抑止可控硅整流器過程中產(chǎn)生的奇次諧波（通常是三次諧波）對電網(wǎng)不良影響。防止變壓器每相繞組中獲得尖形波電動勢，這一電動勢有時也會超出正常的50%，對變壓器絕緣層不好。2、整流器變壓器二次相電壓U2計(jì)算：二次相電壓U2計(jì)算如下所示：（4-1）取電網(wǎng)電壓波動指數(shù)ε=0.9，變壓器短路電壓比UK=0.05，管壓降ΔUVT=1.5V，I2/I2N=1，=6V，αmin=30°。查一下表4-1：表4-1幾種整流線路變壓器計(jì)算系數(shù)電路形式AC單相雙半波0.90.707單相橋式0.90.707三相半波1.170.866三相橋式2.340.5因此可知A=2.34，C=0.5，則有：實(shí)?。篣2=140V。3、變壓器二次相電流I2和一次相電流的計(jì)算I1表4-2整流變壓器計(jì)算參數(shù)線路型式負(fù)載性質(zhì)Ud/U2Id/I2S1/UdIdS2/UdIdS/UdId單相半波電阻型負(fù)載0.450.6372.683.483.08電感型負(fù)載0.451.141.111.571.34單相全波電阻型負(fù)載0.91.271.231.751.5電感型負(fù)載0.91.411.111.571.34單相半控橋電阻型負(fù)載0.90.91.231.231.23電感型負(fù)載0.911.111.111.11單相全控橋電阻型負(fù)載0.90.91.231.231.23電感型負(fù)載0.911.111.111.11晶閘管在負(fù)載側(cè)的單相橋式電阻型負(fù)載0.90.91.231.231.23電感型負(fù)載0.911.111.111.11三相半波電阻型負(fù)載1.171.731.231.511.38電感型負(fù)載1.171.731.111.481.34三相半控橋電阻型負(fù)載2.341.221.051.051.05電感型負(fù)載2.341.221.051.051.05三相全控橋電阻型負(fù)載2.341.221.051.051.05電感型負(fù)載2.341.221.051.051.05經(jīng)查表可知：4、變壓器容量的計(jì)算如下：對于三相橋式全控整流電路，則有：5、整流變壓器數(shù)據(jù)整流變壓器數(shù)據(jù)如下：表4-3整流變壓器數(shù)據(jù)相數(shù)接線容量（kv·A)一次電壓(v)一次電流（A）二次電壓（v）二次電流（A）三相D,Yn11160380241242377晶閘管元件選擇1、晶閘管的額定電壓UTN按下式：，（4-2）查表4-4得：則有：實(shí)?。篣TN≈1000V查下表為整流元件的最大峰值電壓和額定電流的計(jì)算系數(shù)則可知：表4-4整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計(jì)算系數(shù)Kfb整流主電路單相半波單相雙半波單相橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器的雙反星型UTmKfbα=0°10.50.50.3740.3680.1850.450.450.450.3680.3680.184因此Kfb=0.368，取Id=2IN則有：2、晶閘管的額定電流ITN按下式計(jì)算：（4-3）查下表整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計(jì)算系數(shù)Kf表4-5整流元件的最大峰值電壓UTm和額定電流的計(jì)算系數(shù)Kfb整流主電路單相半波單相雙半波單相橋式三相半波三相橋式帶平衡電抗器的雙反星型UTmKfbα=0°10.50.50.3740.3680.1850.450.450.450.3680.3680.184因此Kfb=0.368，取Id=2IN則有：實(shí)取：ITN=200A。3、晶閘管電壓安全系數(shù)Kv和電流安全系數(shù)KI檢驗(yàn)：根據(jù)上述計(jì)算，選取晶閘管元件KP200-10，計(jì)6只。整流裝置的保護(hù)晶閘管元件有許多優(yōu)勢，但它承擔(dān)過電壓水平小，為了能讓元器件能靠譜長期性運(yùn)作，除開科學(xué)合理的挑選元件外，務(wù)必對于元件工作性質(zhì)設(shè)定適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。下邊依據(jù)全面的主要工作狀況，對整流裝置務(wù)必設(shè)定這幾種保護(hù)措施來計(jì)算和判斷。過電壓保護(hù)過電壓有實(shí)際操作過電壓和浪涌保護(hù)過電壓兩種。依據(jù)晶閘管設(shè)備造成過電壓一部分不一樣，分別為交流側(cè)過電壓保護(hù)、直流電測過電壓保護(hù)、元件維護(hù)階段。1、交流側(cè)過電壓保護(hù)如今在電氣設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)安置的過電壓保護(hù)常常所采用的一些過電壓保護(hù)對策，交流側(cè)過電壓保護(hù)見下圖：圖4-2交流側(cè)過電壓保護(hù)1）阻容維護(hù)利用電容器兩直流電壓不可以基因突變，而能貯存電磁能的最基本特點(diǎn)，能夠吸收一瞬間的浪涌保護(hù)動能，限定過壓。為了能限定電容器的充放電電流，減少晶閘管開通一瞬間電容放電電流所引起的正方向電流上升幅度dI/dt及其防止電容器與控制回路電感器造成震蕩，通常是在電容器回道路上串入適度電阻器，進(jìn)而組成阻容吸收維護(hù)。因?yàn)檎髌髯儔浩魅莘e55KV·A>5KV·A，因此變壓器一次側(cè)、二次側(cè)均必須阻容保護(hù)設(shè)備[14]。變壓器一次側(cè)阻容吸收設(shè)備技術(shù)參數(shù)測算如下所示：變壓器每相光電流數(shù)達(dá)：變壓器每相伏安數(shù)=阻容保護(hù)采用D聯(lián)結(jié)則電容值C1為：.μF式中取變壓器勵磁電流百分比if%=5。實(shí)取C1=38μF；電容C1耐壓值C1≥1.5=1.5х380V=570V電阻值R1按下式計(jì)算：考慮到電容值以大于計(jì)算值，所以取。阻容電流：電阻功率： 根據(jù)上述測算，事實(shí)上阻容裝置為：油浸電容3.8μF，630V，3支；繞線電阻18Ω，450W，3支。變壓器二次側(cè)阻容消化吸收裝置測算：阻容裝置選用D連接，計(jì)算方式齊上，則：C2≥==9.4取C2=10μFC2耐壓值阻容電阻值實(shí)?。?7.5Ω電容電流電阻功率：根據(jù)上述測算，實(shí)選變壓器二次側(cè)阻容消化吸收裝置元器件為：油浸電容10μF。630V，3支。2）電阻器保護(hù)瓷片電容是一種新式非線性電阻保護(hù)元器件，主要用于交、直流電的浪涌保護(hù)過壓保護(hù)[15]。保護(hù)接線見下圖：圖4-3交流側(cè)過電壓保護(hù)壓敏電阻額定電壓按下式計(jì)算：U1mA≥事實(shí)上選擇壓敏電阻維護(hù)MY31-440/3型3只，額定電壓440V，通流容積3KA。2、直流電測過電壓保護(hù)直流電測和交流側(cè)過電壓保護(hù)的辦法是一樣的。器件的挑選標(biāo)準(zhǔn)也是一樣的。具體中常會選用壓敏電阻維護(hù)，見下圖：圖4-4直流側(cè)過電壓保護(hù)依據(jù)溝通交流側(cè)壓敏電阻計(jì)算方式，能夠選擇壓敏電阻MY31-440/3型1只額定電壓440V，通流容積3KA，并接在RC吸取電源電路[16]。3、元器件維護(hù)為避免在換相環(huán)節(jié)中，被關(guān)斷的晶閘管發(fā)生反向過壓，進(jìn)而被關(guān)斷的晶閘管造成反向擊穿。常用方法是什么晶閘管兩邊并接RC吸取電源電路，如圖所示：圖4-5換相過電壓保護(hù)查下表：表4-6晶閘管阻容電路經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)晶閘管額定電流1000500200100502010電容（μF）210.50.250.20.150.1電阻（Ω）2510204080100實(shí)取：,。電容耐壓電阻RP功率實(shí)際上選擇油浸電容1μF，630V，6支；琺瑯電阻5Ω，10W，6支。過電流保護(hù)生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載、整流裝置的直流電測短路故障、某一元件的穿透都會出現(xiàn)過電流的情況，導(dǎo)致晶閘管元件毀壞，因此，過電流保護(hù)對策在設(shè)備中是不可缺少的。1、直流電迅速全自動開關(guān)保護(hù)直流電迅速全自動開關(guān)的姿勢時長僅是2ms，徹底開斷電孤時間也但是25—30ms。它接近保護(hù)的整流電路內(nèi)，當(dāng)系統(tǒng)軟件出現(xiàn)嚴(yán)重的負(fù)載或短路故障電流時，迅速全自動開關(guān)快速斷開常見故障電流，盡量防止燒壞快速熔斷器，促使出現(xiàn)異常電流時迅速開關(guān)比快速熔斷器先姿勢。依據(jù)電動機(jī)額定值電流，具體采用DS9—10/15，額定電流1500V，額定值電流1000A，姿勢電流整定值范圍包括800—2000A。2、快速熔斷器保護(hù)用快速熔斷器做了電流保護(hù)是晶閘管設(shè)備中運(yùn)用最常見的保護(hù)對策?？焖偃蹟嗥鞯牡艟€時間是在10ms之內(nèi)。將快速熔斷器與晶閘管元件串聯(lián)，因?yàn)槎唠娏魍瑯?，對元件保護(hù)功效最好是，因此該系統(tǒng)使用這種方式，見下圖：圖4-6快速熔斷器與晶閘管串聯(lián)快速熔斷器的熔體額定電流IN按下式選擇：ITm≤IN≤1.57ITN實(shí)際選擇RS3—500—400，6只，熔體額定電流為200A。電抗器的計(jì)算在電樞回路串聯(lián)平波電抗器Lr，能使導(dǎo)出電流持續(xù)、限定電流脈沖、抑止電流上升幅度，以提升可控硅與電動機(jī)使用率和系統(tǒng)調(diào)整特點(diǎn)。針對不同規(guī)定所計(jì)算的電感值并不是相等在其中為使主回路電流持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算的電感值比較大，故本設(shè)計(jì)方案按電流持續(xù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算電感，這樣也能完成其他功能。用公式計(jì)算派出所需電感量，要減掉變電器漏感和電機(jī)電樞電感，才算是平波電抗器的電感量Lcr1，計(jì)算全過程如下所示。變壓器的漏感LL式中，Kl在下表查得：表4-7變壓器電感值序號電感量的有關(guān)數(shù)值單相全控橋三相半波三相全控橋帶平衡電抗器的雙反星型1Lmfd最大動脈α值Udm/U210090o1.215090o0.8830090o0.830090o0.82LcrKcr2.851.460.6930.3483LLKL3.186.753.97.8電動機(jī)電樞電感對于三相橋式電路，主電路導(dǎo)通時，變壓器漏電感量與電樞電感量之和為：平波電抗器電感量Lcr1實(shí)取Lcr1=6.235mH，ILcr1=170A。穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源就是將從電網(wǎng)里的電壓根據(jù)變壓器轉(zhuǎn)化成220V的電壓，再經(jīng)由同步變壓器初次分配給每個用電一部分。穩(wěn)壓電源的斷定為了確保用電機(jī)器的安全運(yùn)營和確保用電機(jī)器的平穩(wěn)運(yùn)作。穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)是依據(jù)用電機(jī)器的規(guī)定來決定。如下圖所示：圖3-1±15V穩(wěn)壓電源原理圖下圖同步變壓器如下：同步變壓器是在電網(wǎng)電壓接入后，通過變壓器變壓以達(dá)到電氣設(shè)備的要求。圖3-2同步變壓器框圖下圖如下：是穩(wěn)壓電源接入電氣設(shè)備的接線圖，是為電氣設(shè)備各部分提供電壓，以保證各部分的正常運(yùn)行。圖5-3穩(wěn)壓電源的接入部分圖5-4如下：是為電動機(jī)提供電源的動力部分。圖3-3勵磁電源部分下圖為穩(wěn)壓電源的接觸裝置，以保證穩(wěn)壓電源的安全使用，在發(fā)生電源電流過大時斷開電路。圖3-3接觸裝置部分零速封鎖電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中引進(jìn)PI調(diào)節(jié)器，即便系統(tǒng)在停機(jī)過程中，沒加給出數(shù)據(jù)信號，因其積分兌換功效，調(diào)節(jié)器在電磁干擾影響下還會有非常大的電壓。這一脈沖信號贈給開啟設(shè)備，就會讓開啟單脈沖從原始相位差（ɑ=90度）移位進(jìn)而電機(jī)啟動，這一點(diǎn)在操縱上有被禁止的。因此在系統(tǒng)得出啟動命令以前，務(wù)必對有積分兌換功效的調(diào)節(jié)器鎖零，即把它導(dǎo)出鎖到零電位上。系統(tǒng)對調(diào)節(jié)器鎖零電路要求是：1）系統(tǒng)處在泊車的狀態(tài)下，具備積分兌換功效的調(diào)節(jié)器務(wù)必用鎖零電路把它導(dǎo)出電位鎖到零電位。2）系統(tǒng)收到起、停及反方向命令之際，或處在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，調(diào)劑器不可以鎖零。零速封禁（鎖零電路）作用是當(dāng)系統(tǒng)處在泊車情況，及U*n和Un為零時，把所有調(diào)節(jié)器鎖零，以防止調(diào)節(jié)器的零漂使開啟單脈沖從原始相位差移位而把電機(jī)運(yùn)行。零速封禁電路如下圖所示。他由電平檢驗(yàn)、跟門D1、延時環(huán)節(jié)（51KΩ電阻器R和10μF電容器C）、電磁閥K、變大階段等構(gòu)成。電平檢驗(yàn)有兩種BG305線形部件構(gòu)成。當(dāng)U*n=Un=0時，電平檢驗(yàn)輸出端口均是高電平“1”態(tài)，經(jīng)跟門D1截止。如下圖6-1圖3-4鎖零電路

系統(tǒng)控制環(huán)節(jié)的選擇前已經(jīng)述及，系統(tǒng)控制電路由電流內(nèi)環(huán)、轉(zhuǎn)速外環(huán)線等構(gòu)成。電流內(nèi)環(huán)的ACR用以操縱電動機(jī)電樞電流的變化趨勢，轉(zhuǎn)速環(huán)外的ASR用以操縱電動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化趨勢。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在起、制動系統(tǒng)全過程里加、降速相對穩(wěn)定的工藝標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)中設(shè)置權(quán)限給出積分器。為保證系統(tǒng)靠譜終止，還設(shè)有鎖零電源電路（靜止不動檢驗(yàn)）。電流閉環(huán)的設(shè)計(jì)電流閉環(huán)控制以電流控制器ACR為基礎(chǔ)形成一個最好電流調(diào)整系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速控制器ASR的導(dǎo)出限幅值即是電流環(huán)的主要電流給定值，促使電動機(jī)在起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中電樞電流為較大允許值，并實(shí)現(xiàn)時長最少操縱。電流內(nèi)環(huán)設(shè)置一樣對電網(wǎng)電壓起伏具備立即的抗擾功效，以減少動態(tài)性速降。電流檢測裝置電流反饋環(huán)節(jié)鍵入信號是主電路的電流量，經(jīng)轉(zhuǎn)換后得到導(dǎo)出為交流電壓的反饋U，依據(jù)電流反饋環(huán)節(jié)構(gòu)成，常見的電流反饋方式及檢測元件有：1.利用整流管直流電測電阻器作檢測元件在電路直流電測串聯(lián)低電阻值電阻器R以獲得電流檢驗(yàn)信號，這類電流檢測方式，在電阻器上面造成壓力降和消耗。有時候可利用電動機(jī)換相繞阻和賠償繞阻里的壓力降作為電流信號。以上方式，主電路和控制電路在電路上需連接電流隔離器。將U作為隔離器鍵入信號，隔離器的導(dǎo)出再作為電流反饋信號。2.直流電流互感器作為檢測元件直流電流互感器實(shí)際是一個由交、直流與此同時掌控的帶磁性元件，直流電流量Id變化時，等效電路里的被磁化情況產(chǎn)生變化，從而使得其二次側(cè)溝通交流供給量發(fā)生變化，隨后經(jīng)整流器后獲得控制信號Ui。選用直流電壓互感器檢測比交流互感器繁雜，高頻率性稍弱但他用一臺直流電壓互感器替代三臺交流互感器，使檢測設(shè)備大幅簡單化，且導(dǎo)出信號功率大，具備電氣隔離。3.以交流互感器作為檢測元件針對逆變電路來講，輸出直流電流量Id與溝通交流側(cè)輸入電流I有一定的關(guān)系，即I=KId（4-1）式中，K為與逆變電路形式相關(guān)的比例系數(shù)，如三相電橋電路，K=0.816。因此可以采用溝通交流電流互感器檢驗(yàn)I，隨后經(jīng)整流器后得到Ui，以體現(xiàn)直流電電流Id的尺寸，但是不體現(xiàn)電流的正負(fù)極。這類檢測方式配電線路簡易、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、隔離性好，獲得廣泛應(yīng)用。電流互感器的連接方式，在單相路二非常簡單，在三相電路中，一般有兩種，Y型（用三臺電流互感器）和V型（用兩部）連接。應(yīng)用電流互感器需要注意到以下幾個方面：1）交流互感器一次電流應(yīng)依據(jù)整流裝置導(dǎo)出較大電流Idm來挑選。2）工作中二次繞組不允許開路，以避免人身安全和設(shè)備事故。3）二次繞組一端應(yīng)接地裝置。4）帶負(fù)荷前提下，拆卸二次繞組時，首先應(yīng)該把它短路故障。5）具備續(xù)流二極管的半控橋式整流電路不可以采用溝通交流檢驗(yàn)。6）交流互感器正常的工作的時候不允許飽和狀態(tài)。當(dāng)在三相零式逆變電路中采用溝通交流側(cè)檢測方案，則電流互感器應(yīng)改成坎坷連接，以免造成交流互感器的直流電被磁化而難以工作中。因?yàn)榭刂齐娐吩O(shè)置權(quán)限2個電流控制器和反號器，系統(tǒng)軟件采用了如圖所示的電流互感器和電子整流器。圖4-1電流檢測裝置電流調(diào)節(jié)器ACR為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝流程所提出的動、靜態(tài)數(shù)據(jù)性能指標(biāo)的需求，電流調(diào)節(jié)器選用PI調(diào)整方式，由功率放大線形集成化放大儀BG305構(gòu)成，見下圖（4-2）電流調(diào)節(jié)器，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生了電流時，來源于過電流保護(hù)設(shè)備地過大正信號，使調(diào)節(jié)器輸出Uct為-8V。這時候，系統(tǒng)進(jìn)行過電流保護(hù)，并把觸發(fā)單脈沖推倒α=150度處。泊車的狀態(tài)下，由鎖零電源的輸出信號將ACR輸出電位鎖到零電位上，避免零漂。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)限幅和功率放大電路后作為觸發(fā)設(shè)備GT的移相控制信號Uct，輸出最高值整定值在±8V。觸發(fā)裝置在直流調(diào)速系統(tǒng)中，觸發(fā)裝置是十分重要的控制模塊。對系統(tǒng)觸發(fā)電路設(shè)計(jì)和挑選觸發(fā)電路的重要依據(jù)需要注意以內(nèi)的難題：1)觸發(fā)電路工作一定要十分靠譜。2)移相范疇?wèi)?yīng)達(dá)到配置要求。3)觸發(fā)電路輸出特點(diǎn)讀好些，以提升全面的靜態(tài)和動態(tài)特性。4)規(guī)定觸發(fā)器工作中對電網(wǎng)電壓敏感度低。5)觸發(fā)脈沖數(shù)據(jù)信號應(yīng)具備充足的輸出功率（工作電壓、電流量）和一定的總寬。6)在功率大的裝置中，當(dāng)可控硅采用串、并接時，應(yīng)采用強(qiáng)觸發(fā)，提升脈沖最前沿陡度，確保同步器件的雙向性。7)最好是采用集成化觸發(fā)裝置，使元器件、點(diǎn)焊、連接器、布線總數(shù)降低，簡單化控制回路，提升可靠性指標(biāo)。8)在實(shí)際應(yīng)用中一般要采取避免誤觸發(fā)的具體辦法?？煽毓柚绷髡{(diào)速系統(tǒng)能不能靠譜工作中，在于觸發(fā)器所發(fā)生的具有一定標(biāo)準(zhǔn)的觸發(fā)脈沖。因?yàn)榧苫娐酚|發(fā)器所具有的一系列優(yōu)勢，該系統(tǒng)采用KCZ6一體化六脈沖觸發(fā)部件。該部件采用三塊KC04移相觸發(fā)器，一塊KC41六路雙脈沖產(chǎn)生器，一塊KC42脈沖列調(diào)配產(chǎn)生器構(gòu)成。如下圖所示4-3圖4-3觸發(fā)電路裝置轉(zhuǎn)速閉環(huán)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、電流內(nèi)環(huán)線、電機(jī)、限速機(jī)和工作電壓信號隔離器等構(gòu)成，完成系統(tǒng)轉(zhuǎn)速控制。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器AS轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR結(jié)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)器ACR類似，由線形集成化運(yùn)放電路BG305構(gòu)成PI調(diào)節(jié)方式，確保在正常的工作的時候速率穩(wěn)定，對負(fù)荷轉(zhuǎn)變起抗擾功效；更改轉(zhuǎn)速給出數(shù)據(jù)信號U*n,可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，穩(wěn)定時無靜差，達(dá)到速度與調(diào)節(jié)精度的需求。轉(zhuǎn)速檢測環(huán)節(jié)和電壓隔離器常見的檢測系統(tǒng)就是各種測速發(fā)電機(jī)和單脈沖測速設(shè)備。因?yàn)楦芍Я鳒y速發(fā)電機(jī)不用另設(shè)整流裝置，且沒有剩下工作電壓，因而在直流調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速控制信號普遍選用直流測速機(jī)，將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成工作電壓。直流測速發(fā)電機(jī)有他勵式、永磁式兩大類。型號規(guī)格有ZCF，ZYS（永磁），ZYSH（永磁），YD（高靈敏）幾類。采用測速發(fā)電機(jī)的時候還須留意使測速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與電機(jī)轉(zhuǎn)速相符合。因?yàn)闇y速發(fā)電機(jī)和電機(jī)連接安裝品質(zhì)對轉(zhuǎn)速意見反饋影響非常大，故要獨(dú)特留意，常見的安裝方法有，測速發(fā)電機(jī)與電機(jī)剛度連接也可采用獨(dú)特連接方式。轉(zhuǎn)速檢驗(yàn)選用他勵式直流測速機(jī)，用穩(wěn)流源提供激磁。為了能使檢測設(shè)備與控制電路推行防護(hù)，系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置權(quán)限直流工作電壓信號隔離器。檢測與防護(hù)階段電源電路見下圖轉(zhuǎn)速給定及給定積分器的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速比給定環(huán)節(jié)有給定開關(guān)電源、給定電阻器等構(gòu)成。造紙工藝規(guī)定系統(tǒng)在起、制動系統(tǒng)環(huán)節(jié)中穩(wěn)定，開環(huán)增益小，為了實(shí)現(xiàn)這一要求本系統(tǒng)選用給定積分器作為給定設(shè)備。給定積分器在階越鍵入時，利用自身可條導(dǎo)出直線斜率的陡坡速率給定數(shù)據(jù)信號，使電機(jī)在加減速環(huán)節(jié)中速率勻稱轉(zhuǎn)變。如下圖（7-5）式轉(zhuǎn)速比給定環(huán)節(jié)及給定積分器電路原理圖。圖4-4轉(zhuǎn)速給定環(huán)節(jié)和給定積分器

調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)工程設(shè)計(jì)直流調(diào)速系統(tǒng)的建筑工程設(shè)計(jì)，主要是以系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的靜、動態(tài)性性能參數(shù)為基礎(chǔ)，以工作頻率法為專用工具，將系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)簡單化，選用設(shè)定校準(zhǔn)裝置方式，讓整個系統(tǒng)降至低級的常見系統(tǒng)，即0型，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型系統(tǒng)。本操縱系統(tǒng)被控制對象替他勵直流電機(jī)，它的動態(tài)性能為一階慣性力環(huán)節(jié)加積分兌換環(huán)節(jié)。全部系統(tǒng)要以電流量閉環(huán)為內(nèi)環(huán)線，轉(zhuǎn)速比閉環(huán)為外環(huán)線的閉環(huán)變速系統(tǒng)，其動態(tài)性框架圖如下圖（5-1）所顯示。系統(tǒng)形式的確定從一般標(biāo)準(zhǔn)講，系統(tǒng)可按照典型Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，也可按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。典型Ⅰ型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，便于測算，系統(tǒng)超調(diào)量小，但抗擾性能較弱；典型Ⅱ型系統(tǒng)構(gòu)造比較復(fù)雜，測算比較繁雜，系統(tǒng)超調(diào)量大，但抗擾性能強(qiáng)。本系統(tǒng)，電流量閉環(huán)控制的影響是電網(wǎng)電壓起伏，從抗干擾性的角度看應(yīng)按照典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)在階躍鍵入后的超調(diào)量比Ⅰ型系統(tǒng)會大，充分考慮本系統(tǒng)設(shè)置權(quán)限給出積分環(huán)節(jié)，限定給出信號的功率上升幅度，抑制系統(tǒng)超調(diào)量，因此決定把電流環(huán)校準(zhǔn)成典型Ⅱ型系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速比環(huán)振蕩量通常是負(fù)荷，系統(tǒng)規(guī)定抗干擾性強(qiáng)，動態(tài)性速降小、修復(fù)時間較短。依據(jù)加工工藝對系統(tǒng)的需求，故轉(zhuǎn)速比環(huán)按典型Ⅱ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。電流閉環(huán)的設(shè)計(jì)電流閉環(huán)設(shè)計(jì)要在轉(zhuǎn)速比環(huán)條件下確認(rèn)好的，是上確保電流閉環(huán)的安全運(yùn)營與使用。電流閉環(huán)的近似處理及ACR結(jié)構(gòu)的選擇電流環(huán)的控制對象由電樞回路所形成的大慣性環(huán)節(jié)與可控硅開啟變流器設(shè)備、電流檢驗(yàn)及意見反饋過濾各種小慣性群構(gòu)成。如下圖（5-1）中點(diǎn)畫線框中便是電流環(huán)框架圖。因?yàn)榫唧w系統(tǒng)軟件電樞回路電磁感應(yīng)時間常數(shù)Tt=L/R遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電動機(jī)時間常數(shù)Tm，電流的控制全過程更快，而轉(zhuǎn)速n變動的全過程即反電動勢E的改變比較小，因此在規(guī)劃電流環(huán)時，可以忽略不計(jì)反電動勢E變動的危害。這時電流環(huán)的框架圖為（5-2a）。下面的圖b、c為圖a的簡化圖。圖5-2電流閉環(huán)結(jié)構(gòu)圖及簡化（a,b,c）根據(jù)控制對象的傳遞函數(shù)，并考慮將電流閉環(huán)校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)，查表，應(yīng)選用PI調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)為：（5-1）且應(yīng)?。?-2）電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)圖圖5-3電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)圖電流調(diào)節(jié)器ACR參數(shù)計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)包括Ki和τi的數(shù)值，首先需要知道電動機(jī)和晶閘管裝置VTH等環(huán)節(jié)的參數(shù)。下面分別計(jì)算。（1）電樞回路總電阻R總電阻R包括電動機(jī)的電樞電阻Ra，平波電抗器電阻Rr和晶閘管整流的內(nèi)阻Rrec，其根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，總電阻R可由下式求得R=Ra+Rr+Rrec≈2.4Ra≈0.233Ω（2）電樞回路總電感L總電感L即為使電樞電流連續(xù)的電感量Lcr,j即L=Lcr=Lcr1+2Ll+La由于Lcr1實(shí)取6.235mH，并根據(jù)電抗器計(jì)算數(shù)據(jù)知（2Ll+La）=6.007mH，所以L=12.242mH（3）電動機(jī)電樞回路時間常數(shù)Tl（4）放大倍數(shù)Ks和失控時間Ts查表，知（5）電流反饋系數(shù)β（6）電流反饋濾波時間常數(shù)Toi取Toi=0.002s，則有TΣi為由于Tl/TΣi=0.05254/0.00367≈14.317>10，所以可將大慣性環(huán)節(jié)1/(Tls+1)近似積分環(huán)節(jié)1/(Tls).此時電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖可校正為下圖（5-4）：圖5-4校正成典型Ⅱ型系統(tǒng)的電流環(huán)（5-3）（5-4）按Mm最小準(zhǔn)則選擇ACR參數(shù)，取h=5，則選BG305組件組成電流調(diào)節(jié)器，取R0=20KΩ，若電位器RP1置于R1=R2處，則有實(shí)選R=0.47KΩ,RP1的阻值為4.7KΩ，若，Ri=30KΩ,Ci=0.65μF.ACR參數(shù)如圖（5-5）所示.圖5-5ACR原理圖轉(zhuǎn)速閉環(huán)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)是幫助電流環(huán)的運(yùn)行達(dá)到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的。轉(zhuǎn)速環(huán)的近似處理及ASR結(jié)構(gòu)的選擇電流環(huán)是轉(zhuǎn)速環(huán)的內(nèi)環(huán)線.在規(guī)劃轉(zhuǎn)速控制器時，最先須對已經(jīng)精心設(shè)計(jì)的電流環(huán)做進(jìn)一步簡單化解決，使電流環(huán)變成轉(zhuǎn)速環(huán)的一個簡易階段，便于按典型性控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速環(huán).（1）電流閉環(huán)的等效傳遞函數(shù)結(jié)合圖，得知電流閉環(huán)等效傳遞函數(shù)的類似式為（5-5）=由于所以依據(jù)工程項(xiàng)目類似處理辦法，忽視高次項(xiàng)，并取等效一階慣性環(huán)節(jié)的時間常數(shù)為傳遞函數(shù)真分?jǐn)?shù)與分子結(jié)構(gòu)時間常數(shù)差值，得==