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电流与转速双闭环直流调速系统的设计与研究 第2页

更新时间:2009-12-31:  来源:毕业论文
电流与转速双闭环直流调速系统的设计与研究 第2页
1.3.1可控整流变压器的选择及计算
作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。
一般的变压器有整流跟变压两项功能,其中整流是把交流变直流。整流的过程中,采用三相桥式全控整流电路。
三相桥式全控整流电路原理图如下:
 
图1-3 三相桥式全控整流电路原理图
可控整流的原理:当晶闸管的阳极和阴极之间承正向电压并且门极加触发信号晶闸管导通,并且去掉门极的触发信号晶闸管依然文持导通。当晶闸管的阳极和阴极之间承受反向电压并且门极不管加不加触发信号晶闸管关断。
可控整流变压器的参数计算:(参考课程设计一数据)
选择一台主变压器计算如下:
一次绕组为0.22KV 二次绕组为0.232KV
由直流发电机额定数据得:PN=0.185KW
P30=PN=0.185KW
查附录表1得实验室小型电热设备的cosφ=1.0  tanφ=0
Q30= P30×tanφ=0.185×0=0KV*A
S30= P30×cosφ=0.185×1.0=0.185 KV*A
只装一台主变压器应全部满足用电设备总计算负荷S30的需要:
即 ST≈SNT≥S30
选择SNT=0.2 KV*A
所以所选变压器的型号为:S9-0.2/0.38 型。
1.3.2晶闸管选择及计算
晶闸管导通的条件:受正向阳极电压,同时受正向门极电压,一旦导通后,门极信号去掉后晶闸管仍导通。晶闸管文持导通的条件:继续受正向阳极电压,同时流过晶闸管的电流大于它的文持电流。晶闸管关断条件:必须去掉阳极所加的正向电压,或者给阳极施加一反电压,或者设法使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下。
晶闸管参数计算如下:(参考课程设计一数据)
Ud=Cen+IdR=0.155×1600+1.1×52.3=305.53V
U2=Ud/2.34=305.53/2.34=130.57V
Id0=Udo/R=305.53/52.3=5.84A
Ivt=Id0/3-1/2=3.37A
Ivt(AV)=Ivt/1.57=2.15A
URM=61/2U2=319.83V
∴可选用的晶闸管为:KP  5-8 型
表1.1
型号Type
 通态平均电流
IT(AV) A 正向电流有效值
IF(AV) A
 通态峰值电压
VTM 正反向重复峰值电压
VRRM V
 正反向重复峰值电流
IRRM mA
 触发电流
IGT mA
 触发电压
VGT
V
 文持电流
IH MA
 断态电压临界上升率dv/dt V/µs
 通态电流临界上升率di/dt A/µs
 工作结温
Tj ℃
 结壳热阻
Pjc ℃/W
 外型
Outline
 推荐散热器

KP5A 5 8 ≦2.2 200~2000
 ≤8.0
 5~45
 ≤2.5
 5~45
 ≥500
 /
 -40~+250 ≤3.0
 B1
 SZ13

1.3.3晶闸管的保护:
晶闸管的保护电路,大致可以分为两种情况:一种是在适当的地方安装保护器件,例如,R-C阻容吸收回路、限流电感、快速熔断器、压敏电阻或硒堆等。再一种则是采用电子保护电路,检测设备的输出电压或输入电流,当输出电压或输入电流超过允许值时,借助整流触发控制系统使整流桥短时内工作于有源逆变工作状态,从而抑制过电压或过电流的数值。
(1)晶闸管的过流保护
 晶闸管设备产生过电流的原因可以分为两类:一类是由于整流电路内部原因;另一类则是整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流,另外,如整流变压器中心点接地,当逆变负载回路接触大地时,也会发生整流桥相对地短路。
1.对于第一类过流,即整流桥内部原因引起的过流,以及逆变器负载回路接地时,可以采用第一种保护措施,最常见的就是接入快速熔短器的方式。
2、对于第二类过流,即整流桥负载外电路发生短路而引起的过电流,则应当采用电子电路进行保护。
(2)晶闸管的过压保护
晶闸管设备在运行过程中,会受到由交流供电电网进入的操作过电压和雷击过电压的侵袭。同时,设备自身运行中以及非正常运行中也有过电压出现。
1.过电压保护的第一种方法是并接R-C阻容吸收回路,以及用压敏电阻或硒堆等非线性元件加以抑制。
2.过电压保护的第二种方法是采用电子电路进行保护。
1.3.4平波电抗器的选择及计算
平波电抗器:平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的,在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的,需要由平波电抗器加以抑制。
平波电抗器的电感量一般按低速轻载时保证电流连续的条件来选择。
对于三相桥式整流电路:(参考课程设计一数据)
L=0.693U2/Idmin
又因为一般Idmin为电动机额定电流的5%~10%,这里去10%。In=1.1A
因此:L=0.693×U2/0.11
Ud=Cen+IdR=0.155×1600+1.1×52.5=305.75V
U2=Ud/2.34=305.75/2.34=123.93V
所以:L=0.693*123.93/0.11=780.76mh
1.3.5快速熔断器选择及计算
熔断器作用: 当电路发生故障或异常时,伴随着电流不断升高,可能损坏电路中的某些重要器件或贵重器件,也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若安置了熔断器,那么,熔断器就会在电流异常升高到一定的高度和一定的时候,自身熔断切断电流,从而起到保护电路安全运行的作用。
快速熔断器的额定电流的计算如下:
ITN=πIT/2  (A) 
其中IT为晶闸管的额定通态平均电流,即为5A。
因此:ITN=7.854A。
快速熔断器的额定电压UTN可用下列公式计算:
UTN≧KUTUVΩ/21/2
UVΦ=U2=130.662V;
KUT为元件电压计算系数,查表得2.45。
因此:UTN≧226.36V
所以应选用的熔断器为:RT0—100 型。
1.3.6自锁电路
在接触器的“自锁”电路,简单的两位按钮“开”和“断”,接触器的线圈一个接头,根据线圈的电压要求,接上一条火线或零线。在按电钮“开”的时候,由按钮接通线圈的另一个接头,提供了线圈电压,接触器吸和。当按钮断开时,按钮的这一条火线,通过接触器的辅助接点,继续为线圈提供电压,接触器还可以保持接通状态,这就是接触器的“自锁”。如果要断开接触器,就按动按钮开关的“停”,接触器失电,断开了电路。如图所示:
 
图1-4 自锁电路原理图
1.3.7调节器的选择及计算
系统给定:   U*nm=U*im=10V  λ=1.5   Idm=λId
转速反馈系数: α= U*nm/nmax=10/1600=0.006V.min/r
电流反馈系数: β= U*im/Idm=10/1.1×1.5=6.06V/A
(一)电流调节器结构的选择:
电流环的传递函数可以写成:电流环以跟随性能为主,即选用典型I系统。

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