v-m双闭环不可逆直流调速系统设计课程设计(编辑修改稿)

v-m双闭环不可逆直流调速系统设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

2 .3 6 .9 1 0 .3 8 ( )% 4 8 .4 7 1 0 5KTUURSi     取 R=20 RC 支路电流 IC近似为 662 1 0 2 3 . 1 4 5 0 6 6 2 7 0 1 0 1 . 2 4 6 ( )CCI f C U A           电阻 R 的功率为 2 2( 3 ~ 4) ( 3 ~ 4) 1. 24 6 22 10 3 ~ 13 6( )RCP I R W     ② 直流侧的过电压保护如图： 图 32直流侧过电压保护电路 图 42直流侧过电压保护 整流器直流侧开断时，如直流侧快速开关断开或桥臂快熔熔断等情况，也在 A、 B 之间产生 过电压，如图 32所示本设计用非线性元气件抑制过电 压，在 A、 B 之间接入的是压敏电阻。 压敏电阻的额定电压 U1mA的选取可按下式计算  101 .8 ~ 2 .2 ( )m A dU U V Ud0为晶闸管控制角  =00时直流输出电压 对于本设计：    101 . 8 ~ 2 . 2 1 . 8 ~ 2 . 2 2 . 3 4 2 7 0 1 1 3 8 ~ 1 3 9 0 ( )m A dU U V     用于中小功率整流器操作过电压保护，压敏电阻通流容量可选择（ 3~5） KA ③ 晶闸管换相过电压保护 如图： 图 43换相过电压保护电路 如上图，在晶闸管元件两端并联 RC 电路，起到晶闸管换相过电压的保护。 串联电阻 R 的作用一是阻尼 LTC 回路的震荡，二是限制晶闸管开通瞬间的损耗且可减小电流上升率 di/dt。 R、 C值可按经验数据选取，对于本设计晶闸管额定电流为 220A，故 C 可取 F ,R 可取 20 . 过电流保护 如图： 图 44 过电流保护电路 第五章 驱动控制电路的选型设计 集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便。 随着集成电路制作技术的提高。 晶闸管触发电路的集成化已逐渐普及。 目前国内常用 KJ和 KC 系列，两者生产厂家不同，但很相似。 采用 KJ004 集成触发电路的同步电压应滞后于主电路电压 180 度的触发触发脉冲。 其工作原理可参照锯齿波同步的触发电路进行分析，或查阅有关的产品手册。 集成电路只需用 3 个 KJ004集成块和隔离电路组成，再由六个晶体管进行脉冲放大，即构成完整的三相全控桥触发电路，如图 51所示： 图 51 采用集成化六脉冲触发电路的三相全控桥整流电路 本设计主电路整流变压器采用 D， y11 联结，同步变压器采用 D， y11， 5联结。 同步变压器如图 53。 图 53同步变压器和整流变压器接法 这时，同步电压选取的结果见表 3。 表 3 各晶闸管的同步电压 晶闸管 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT6 主电路电压 +Ua Uc +Ub Ua +Uc Ub 同步电压 Usa +Usc Usb +Usa Usc +Usb 三相桥式全控整流电路分析 三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极的三相半波和一组共阳极的三相半波可控整流电路串联起来构成的。 习惯上将晶闸管按照其导通顺序编号，共阴极的一组为 VT VT3 和 VT5，共阳极的一组为 VT VT4 和 VT6。 其电路如图 54所示： 图 54 三相桥式电阻性负载全控整流电路 要求共阴极的一组晶闸管要在自然换相点 5 点换相，而共阳极的一组晶闸管则会在自然换相点 6 点换相。 因此，对于可控整流电路，就要求触发电路在三相电源相电压正半周的 5点的位置给晶闸管 VTVT3 和 VT5 送出触发脉冲，而在三相电源相电压负半周的 6点的位置给晶闸管 VT VT4 和 VT6 送出触发脉冲，且在任意时刻共阴极组和共阳极组的晶闸管中都各有一只晶闸管导通，这样在负载中才能有电流通过，负载上得到的电压是某一线电压。 其波形如图 55所示。 图 55 三相桥式电阻性负载 a=0176。 时波形 触发电路与驱动电路是电力电子装置的重要组成部分。 为了充分发挥电力电 子器件的潜力、保证装置的正常运行，必须正确设计与选择触发电路与驱动电路，如图 56。 晶闸管的触发信号可以用交流正半周的一部分，也可用直流，还可用短暂的正脉冲。 为了减少门极损耗，确保触发时刻的准确性，触发信号常采用脉冲形式。 晶闸管对触发 电路的基本要求有如下几条： （ 1）触发信号要有足够的功率 （ 2）触发脉冲必须与主回路电源电压保持同步 （ 3）触发脉冲要有一定的宽度，前沿要陡 （ 4）触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求 图 56 三相桥式全控整流电路触发脉冲 第六章 双闭环系统调节器的动态设计 时间常数的确定 表 4 各种整流电路的失控时间（ f=50Hz） 整流电路形式 最大失控时间 Tsmax/ms 平均失控时间 Ts/ms 系统电磁时间常数 Tl：由上可知 LΣ = mH， R=， 31 7 .0 1 1 00 .1 2l LT R  按表 4 得： 整流装置滞后时间常数 Ts：三相桥式电路的平均失控时间为 Ts=。 电流滤波时间 Toi：三相桥式电路每个波头的时间是 ，为了基本滤平波头，应有（ 12） Toi=，因此取 Toi=2ms=。 电流环小时间常数之和 T∑ i：按小时间常数近似处理， 取 T∑ i=Ts+Toi=。 电流调节器结构的选择 根据设计要求δ i＜ 5%，并保证稳态电流无差，可按典型Ⅰ型系统设计 电流调节器。 电流环控制对象是双惯性型的，因此可用 PI 型电流调节器，其传递函数为    1iiA C R iKsWS s ， iK — 电流调节器的比例系数，i— 电流调节器的超前时间常数。 检查对电源电压的抗扰性能： liTT=，对照典型Ⅰ型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。 电流调节器结构图如图 61： 单相半波 20 10 单相桥式 10 5 三相半波 三相桥式 图 61 电流调节器结构图 电流调节器的参数计算 电流调节器超前时间常数τ i=Tl=。 电流开环增益：要求δ i＜ 5%时，按表 5 应取 KIT∑ i=， 因此 KI=∑ i=。 取 Ks=48，而电流反馈系数β =10V/=10/（ 220） =， 于是 ACR的比例系数为 1 3 5 . 1 0 . 0 7 0 . 1 2 0 . 7 84 8 0 . 0 3iIi sKRK K   。