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变压变频开环调速系统设计-交流调速系统 第3页

更新时间:2010-3-20:  来源:毕业论文
变压变频开环调速系统设计-交流调速系统 第3页
VT12—VT62组成逆变桥,把VD 1—VD6整流所得到的直流电再“逆变”成频率可调的交流电。这是变频器实现变频的具体执行环节,因而是变频器的核心部分。图中的逆变管为门极关断(GT0)晶闸管。
2.续流二极管VD1—VD6.  其主要功能有:
(1)电动机的绕组是电感性的,其电流具有无功分量。VD1—VD6.为无功电流返回直流电源时提供“通道”。
(2)当频率下降,电动机处于再生制动状态时,再生电流将通过VD1—VD6整流后返回给直流电路。
(3)VT12—VT62进行逆变的基本工作过程是,同一桥臂的两个逆变管处于不停地交替导通和截止的状态。在这交替导通和截止的换相过程中,也不时地需要VD1—VD6提供通路。3.缓冲电路(R01、VD01、C01—R06、VD06、C06)
 逆变管在关断和导通的瞬间,其电压和电流的变化率是很大的,有可能使逆变管受到损坏。因此,每个逆变管的旁边还应该接入缓冲电路,以减缓电压和电流的变化率。缓冲电路的结构因逆变管的特性和容量等的不同而有较大差异。
各元件的功能如下:
(1)C01—C06 逆变管VT12—VT62每次由导通状态切换成截止状态的关断瞬间,集电极(C极)和发射极(E极)间的电压 将极为迅速地由近乎0V上升至直流电压值 。这过高的电压增长率将导致逆变管的损坏。因此,C01—C06的功能是减小VT12—VT62每次关断时的电压增长率。
(2)R01—R06  VT12—VT62每次由截止状态切换成导通状态的瞬间,C01—C06上所充的电压(等于 )将向VT12—VT62放电。此放电电流的初始值将是很大的,并且将叠加到负载电流上,导致VT12—VT62的损坏。因此,R01—R06的功能是限制逆变管在接通瞬间C01—C06的放电电流。
(3)VD01—VD06 R01—R06的接入,又会影响C01—C06在VT12—VT62关断时减小电压增长率的效果。VD01—VD06接入后,在VT12—VT62的关断过程中,使R01—R06不起作用;而在VT12—VT6的关断过程中,又迫使C01—C06的放电电流流经R01—R06。
2.1.3 制动电阻和制动单元
1.制动电阻
电动机在工作频率下降过程中,将处于再生制动状态,拖动系统的动能要反馈到直流电路中,使直流电压 不断上升,甚至有可能达到危险的地步。因此,必须将再生到直流电路的能量消耗掉,使 保持在允许的范围内。制动电阻 就是用来消耗这部分能量的。
2.制动单元
制动单元 由GTR或IGBT及其驱动电路构成。其功能是为放电电流 流经 提供通路。
2.1.4 参数计算
(1)对于整流桥电路
1.  °时
整流后输出的电压平均值  =
                          =2.34
2. >60°时
整流后输出的电压平均值  =
                          =2.34
整流后输出的电流平均值  =
整流桥所用的晶闸管的电流有效值  =
整流桥所用的晶闸管的电流额定电流  
 = = 整流桥所用的晶闸管的电流额定  =
式 =380 V;
 为晶闸管的触发角;
R为负载电阻。
由上面的计算公式,易知:需要根据负载R的大小来选取适当的晶闸管用在整流桥中。
(2)对于逆变桥电路
晶闸管能承受的最大极限电流  =40 =48A
晶闸管能承受的电流有效值   =   34A
晶闸管的额定电流 =  21.7A
综上,应选取额定电流不小于21.7A的晶闸管用在设计的逆变桥电路中。
2.2 电压调节器、电流调节器的PI算法及程序框图
电压调节器、电流调节器的PI算法:
当执行机构需要的是控制量(电压调节器为电压,电流调节器为电流)的增量时,可由式
 =  e(k)+  + [e(k)-e(k-1)]                         (2—1)
     式中k——采样序号,k=0,1,2,……;
     U(k)——第k次采样时刻的计算机输出值(电压调节器为电压,电流调节器为电流);
     e(k)——第k次采样时刻输入的偏差值(电压调节器为电压,电流调节器为电流);
     e(k-1)——第(k-1)次采样时刻输入的偏差值(电压调节器为电压,电流调节器为电流);
     ——积分系数, = T/ ;
     ——微分系数, =  /T.
导出提供增量的PID控制算法式,根据递推原理可得:
 = e(k-1)+  + [e(k-1)-e(k-2)]                       (2-2)
用式(2-1)减去(2-2),可得
 = [e(k)-e(k-1)]+ e(k)+ [e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]=
 = + e(k)+ [ - ]                                    (2-3)   

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