逻辑无环流可逆直流调速系统课程设计
逻辑无环流直流可逆调速系统课程设计

课程设计说明书题目:逻辑无环流可逆直流调速系统设计学号:姓名:指导教师:日期: 2015年 6月一、实验目的1.了解并熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成。
2.掌握各控制单元的原理,作用及调试方法。
3.掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试步骤和方法。
4.了解逻辑无环流可逆调速系统的静特性和动态特性。
二、实验内容1.控制单元调试。
2.系统调试。
3.正反转机械特性n=f(Id)的测定。
4.正反转闭环控制特性n=f(Id)的测定。
5.系统动态特性的观察。
三、实验设备1.MCL-III教学实验台主控屏2.MCL-32T组件、MCL-31组件、MCL-33组件、MCL-34组件、MCL-11组件3.可调电阻器 900Ω/0.4A×24.电机导轨及测速发电机5.直流电动机M036.直流发电机M017.双踪示波器8.万用表四、实验原理无环流可逆调速系统可按实现无环流原理的不同而分为两大类:逻辑无环流系统和错位控制无环流系统。
而错位无环流系统在目前的生产中应用很少,逻辑无环流系统目前生产中应用最为广泛的可逆系统,当一组晶闸管工作时,用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲,使它完全处于阻断状态,确保两组晶闸管不同时工作,从根本上切断了环流的通路,这就是逻辑控制的无环流可逆系统,组成逻辑无环流可逆系统的思路是:任何时候只触发一组整流桥,另一组整流桥封锁,完全杜绝了产生环流的可能。
逻辑无环流系统的主回路由两组反并联的三相全控整流桥组成,由于没有环路,两组可控整流桥之间可省去限制环流的的均衡电抗器,电枢回路仅串接一个平坡电抗器。
控制系统主要由速度调节器ASR,电流调节器ACR,反号器AR,转矩极性鉴别器DPT,零电流检测器DPZ,无环流逻辑控制器DLC,触发器和电流变换器FBC,速度变换器FBS等组成。
正向启动时,给定电压Ug为正电压,无环流逻辑控制器的输出端Ubif为0态,Ubir为1态,既正桥触发脉冲开通,既反桥触发脉冲闭锁,主回路正组可控整流桥工作,电机正向运转。
逻辑无环流可逆调速系统设计

一、设计内容及要求逻辑无环流可逆直流调速系统,它主要是由速度调节器,电流调节器,反号器,转矩极性鉴别,零电平检测,逻辑控制单元,速度变换等环节组成。
其功能主要是实现对直流电机的平滑调速。
设计要求系统在给定值连续变化时实现对电机的控制(正向启动—正向停车—正向切换到反向—反向启动—反向停车—反向切换到正向—正向启动—正向停车)。
观察这一过程的Id及n的动态波形,改变电流调节器,速度调节器的参数,观察动态波形的变化。
技术要求:1、该调速系统能进行平滑的速度调节。
2、系统静特性良好,无静差(静差率s≦2)。
3、动态性能指标:电流的超调量δi<5%,在额定负载下启动到额定转速时的超调量δn0<5%。
4、系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续。
5、调速系统中设置有过电压、过电流等保护,并且有制动措施。
已知负载电机额定数据PN =185W,UN=220V,IN=1.2A,nN=1600r/min,Ra=0.08Ω。
系统主电路RΣ=0.12Ω,T m=0.1s。
二、方案论证有环流可逆调速系统虽然具有反映快、过渡平滑等优点,但终究是要设置几个环流电抗器,增加系统的体积、成本和损耗。
因此,当生产工艺过程对系统过渡特性的平滑性要求不高时,特别是对于大容量的系统,从生产可靠性要求出发,常采用既没有直流环流又没有脉动环流的无环流可逆调速系统。
按实现无环流的原理不同,可将无环流系统分为两类:逻辑无环流系统和错位无环流系统。
当一组晶闸管工作时,用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲,使它完全处于阻断状态,确保两组晶闸管不同时工作,从根本上切断了环流的通路,这就是逻辑控制的无环流可逆系统。
使用逻辑无环流可逆调速系统进行调速控制,可靠性高,并且可降低成本。
三、电路原理图的总体设计逻辑控制无环流可逆调速系统原理框图如图1所示。
主电路采用两组晶闸管反并联线路,由于无环流,不用再设置环流电抗器,但仍然保留平波电抗器,以抑制电枢电流的脉动和保证电流连续。
逻辑无环流直流可逆调速系统(正文)

逻辑无环流直流可逆调速系统建模与仿真11 MATLAB简介1.1 MATLAB介绍MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
此高级语言可用于技术计算此开发环境可对代码、文件和数据进行管理交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等二维和三维图形函数可用于可视化数据。
1.2 Sumilink的介绍Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
2系统结构设计2.1 方案的选择与论证在可逆调速系统中,电动机最基本的要素就是能改变旋转方向。
而要改变电动机的旋转方向有两种办法:一种是改变电动机电枢电压的极性,第二种是改变励磁磁通的方向。
对于大容量的系统,从生产角度出发,往往采用既没有直流平均环流,又没有瞬时脉动环流的无环流可逆系统,无环流可逆系统省去了环流电抗器,没有了附加的环流损耗,和有环流系统相比,因换流失败造成的事故率大为降低。
因此,逻辑无环流可逆调速系统在生产中被广泛运用。
2.2系统主电路设计逻辑无环流直流可逆调速系统包括主电路、控制电路以及保护电路等。
逻辑无环流可逆直流调速系统设计

逻辑无环流可逆直流调速系统设计逻辑无环流可逆直流调速系统由电机、电源、控制器和传感器等组成。
电机是系统的核心部件,用于转换电能为机械能,根据外界要求来调节转速。
电源为系统提供所需的电能,控制器则实现对电机转速的控制,传感器用于监测电机的运行状态。
在系统设计中,需要考虑以下几个关键点:1.电机选择:根据实际需求选择合适的电机,根据负载特性、转速要求、功率等因素来确定电机的型号和参数。
2.控制策略选择:根据系统要求来选择合适的控制策略,可采用PID控制、模糊控制或者最优控制等方法,以实现对电机转速的高效控制。
3.传感器选择:根据需要监测的参数选择合适的传感器,例如转速传感器、电流传感器、温度传感器等,以实时获取电机的运行状态。
4.控制算法设计:根据选定的控制策略和传感器数据,设计相应的控制算法,以实现对电机转速的调节。
5.电路设计:根据控制算法设计相应的电路,包括功率放大电路、比较器电路、反馈电路等,以实现控制器对电机的控制。
6.程序设计:根据控制算法和电路设计编写相应的程序代码,实现控制器对电机的精确控制。
在整个系统设计过程中,需要进行大量的实验和仿真验证,以确保设计的可行性和稳定性。
同时还需要进行各个模块的参数调整和优化,以使整个系统达到最佳的控制效果。
此外,还需要考虑系统的可靠性和安全性,例如对系统进行过载保护、过热保护等设计,以确保系统运行的安全可靠。
总之,逻辑无环流可逆直流调速系统设计需要综合考虑电机的选择、控制策略的选择、传感器的选择、控制算法的设计、电路设计、程序设计等多个因素,并进行实验和仿真验证,以实现对电机转速的精确控制。
通过合理的设计和调试,可以使系统达到高效、精确的调节性能和快速的响应速度。
逻辑无环流可逆直流调速系统设计.

CHENGNAN COLLEGE OF CUST 课程设计(论文)题目:逻辑无环流可逆直流调速系统设计学生姓名:钟山学号:201197250114班级: 1101班专业:D自动化(工业自动化)指导教师:李益华吴军2014年7月逻辑无环流可逆直流调速系统设计学生姓名:钟山学号:201197250114班级:1101班所在院(系): 电气与信息工程系指导教师:李益华吴军完成日期: 2014年7月11日逻辑无环流可逆直流调速系统设计摘要逻辑无环流可逆直流调速系统省去了环流电抗器,没有附加的环流损耗,节省变压器和晶闸管的附加设备容量。
两组晶闸管装置反并联的电枢可逆线路是可逆调速系统的典型线路之一,这种线路有能实现可逆运行、回馈制动等优点,但也会产生环流。
为保证系统安全,必须消除其中的环流。
所谓逻辑无环流系统就是在一组晶闸管工作时,用逻辑电路封锁另一组晶闸管的触发脉冲,使该组晶闸管完全处于阻断状态,从根本上切断环流通路。
这种系统不仅能实现逻辑无环流可逆调速,还能实现回馈制动。
本文对逻辑无环流直流可逆调速系统进行了设计,并且计算了电流和转速调节器的参数。
关键词:逻辑无环流、可逆直流调速系统、逻辑控制器、ACR、ASR目录1 绪论 (3)1.1 设计要求 (3)1.2 现状与发展 (3)2 系统结构方案的选择 (4)3 主回路的选择 (5)3.1 主电路形式的选择与论证 (5)3.2 交流电源的选择(单相或三相) (5)3.3 晶闸管元件的计算与选择 (6)3.4 晶闸管保护措施的电路设计与计算 (6)3.5 平波电抗器的计算与选择 (8)3.6 测速机的选择与可变电位器的选择与计算 (9)3.7 电动机励磁回路设计 (10)4 触发器的设计和同步相位的配合 (11)4.1 触发电路的设计与选择 (11)4.2 同步相位的配合 (12)5 辅助电路设计 (13)5.1 高精度给定电源的设计 (13)5.2 其他电路设计 (14)6 电流环设计 (17)6.1 调节器参数计算 (17)6.2 调节器实现 (19)7 转速环设计 (20)7.1 调节器参数计算 (20)7.2 调节器实现 (21)8 系统原理框图 (22)课程设计总结 (23)参考文献 (24)1绪论1.1 设计要求(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节,负载电机可逆运行,具有较宽的调速范围(D≥10),系统在工作范围内能稳定工作(2) 系统静特性良好,无静差(静差率s≤2)(3) 动态性能指标:转速超调量δn<8%,电流超调量δi<5%,动态速降Δn≤10%,调速系统的过渡过程时间(调节时间)ts≤1s(4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护,并且有制动措施1.2 现状与发展在现代的工业生产中,几乎无处不使用电力传动装置。
逻辑无环流直流可逆调速系统设计

课程设计任务书学生姓名:苌城专业班级:自动化0706 指导教师:饶浩彬工作单位:自动化学院题目: 逻辑无环流直流可逆调速系统设计初始条件:1.技术数据:晶闸管整流装置:R rec=Ω,K s=40。
负载电机额定数据:P N=,U N=230V,I N=37A,n N=1450r/min,R a=Ω,I fn=1.14A,GD2=系统主电路:T m=,T l=2.技术指标稳态指标:无静差(静差率s≤2, 调速范围D≥10)动态指标:电流超调量:≤5%,起动到额定转速时的超调量:≤8%,(按退饱和方式计算)要求完成的主要任务:1.技术要求:(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节,负载电机可逆运行,具有较宽的调速范围(D≥10),系统在工作范围内能稳定工作(2) 系统静特性良好,无静差(静差率s≤2)(3) 动态性能指标:转速超调量δn<8%,电流超调量δi<5%,动态速降Δn≤10%,调速系统的过渡过程时间(调节时间)t s≤1s(4) 系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续(5) 调速系统中设置有过电压、过电流等保护,并且有制动措施2.设计内容:(1) 根据题目的技术要求,分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理框图(2) 调速系统主电路元部件的确定及其参数计算(包括有变压器、电力电子器件、平波电抗器与保护电路等)(3) 动态设计计算:根据技术要求,对系统进行动态校正,确定ASR调节器与ACR调节器的结构型式及进行参数计算,使调速系统工作稳定,并满足动态性能指标的要求(4) 绘制逻辑无环流直流可逆调速系统的电气原理总图(要求计算机绘图)(5) 整理设计数据资料,课程设计总结,撰写设计计算说明书时间安排:课程设计时间为一周半,共分为三个阶段:(1)复习有关知识,查阅有关资料,确定设计方案。
约占总时间的20%(2)根据技术指标及技术要求,完成设计计算。
约占总时间的40%(3)完成设计和文档整理。
课设逻辑无环流可逆直流调速系统

随着科学技术的不断发展,人们开始很多方面的探索。
对于自动控制系统方面,在工业、农业、交通运输和国防上,广泛应用电动机来拖动工作机械。
较为先进的工作机械和生产工艺,普遍要求对生产机械的可靠性有严格要求。
故本设计主要介绍了双闭环逻辑无环流可逆调速系统的优越性及可靠性。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环直流调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无静差,但是,如果对系统的动态性能要求较高,单闭环系统就难以满足需要。
本设计介绍了双闭环调速系统的原理、转速环和电流环的作用,介绍了逻辑无环流调速系统的原理、对其控制器的要求,并论证了本设计的可行性。
绪论 (1)第一章设计要求及参数 (4)1.1 设计要求 (4)1.2 设计参数 (4)第二章控制系统整体方案设计 (4)2.1 控制系统方案选择 (4)2.2 逻辑无环流控制系统分析 (5)2.3 系统总体分析设计 (6)2.4 系统主电路 (6)第三章主回路设计 (7)3.1主回路参数计算及元器件选择 (7)3.1.1 晶闸管的选择 (7)3.1.2 平波电抗器的选择 (7)3.1.3 测速发电机的选择 (7)3.2 电流检测电路设计 (8)第四章转速、电流双闭环调速控制系统设计 (8)4.1 双闭环系统设计准备 (8)4.2 电流环设计 (9)4.2.1 电流环结构框图的化简 (9)4.2.2 电流调节器结构的选择 (9)4.2.3 电流调节器参数计算 (9)4.2.4 检验近似条件 (10)4.2.5 电流调节器的实现 (10)4.3 转速环设计(ASR) (11)4.3.1 转速环结构框图的化简 (11)4.3.2 转速调节器结构的选择 (11)4.3.3 转速调节器参数的计算 (11)4.3.4 检验近似条件 (11)4.3.5 转速调节器的实现 (12)4.3.6 转速超调量 (12)第五章逻辑无环流控制器的设计 (12)5.1 逻辑无环流控制器的组成 (12)5.2 逻辑无环流控制器工作原理 (13)5.3 逻辑无环流系统运行状态分析 (14)5.3.1 电机正向运行 (14)5.3.2 电机过渡阶段(电流降落过程) (14)5.3.3 电机正向制动状态 (14)5.3.4 电机停车 (14)5.4 逻辑无环流装置DLC的设计 (15)5.4.1 电平检测器电路(DPZ)的设计 (15)5.4.2 逻辑判断电路的设计 (16)5.4.3 延时电路的设计 (18)5.4.4 联锁保护电路 (18)第六章保护电路的设计 (18)6.1 过电压保护 (19)6.2 过电流保护 (19)6.3 过载保护 (19)第七章心得体会 (20)第八章参考文献 (20)第一章 设计要求及参数1.1设计要求1.该调速系统能进行平滑的速度调节,负载电机可逆运行,具有较宽的调速范围(D ≥15),系统在工作范围内能稳定工作;2.系统静特性良好,无静差(静差率s ≤2%);3.动态性能指标:转速超调量δn <8%,电流超调量δi <5%,动态速降Δn ≤8-10%,调速系统的过渡过程时间(调节时间)ts ≤1s ;4.系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续;5.调速系统中设置有过电压、过电流等保护,并且有制动措施。
实验七逻辑无环流可逆直流调速系统

实验七逻辑无环流可逆直流调速系统一、实验目的1.熟悉、了解“电平变换器”的工作原理及其在“逻辑无环流可逆直流调速系统”中的作用。
2.熟悉、了解“逻辑控制器”的组成及其工作原理。
3.熟悉、了解“逻辑无环流可逆直流调速系统”的组成及特性。
4.分析、研究“逻辑无环流可逆直流调速系统”的正、反向切换原理及其切换过程。
二、实验内容1.“转矩极性”检测和“零电流”电平转换单元的实验研究。
2.“逻辑控制器”的组成及其逻辑电平的测试。
3.“逻辑无环流可逆直流调速系统”正、反向切换过程的分析、研究。
4.“逻辑无环流可逆直流调速系统”中,推“β”的作用及其实现方法。
三、实验设备与仪器1.综合实验台主体(主控箱)及其主控电路、转速变换(BS)、交直流电流变换(Bi、BC)等单元以及负载变阻箱(RLD)、平波电抗器、无源数显阻容箱(RC)等。
2.直流可逆调速挂箱(DS101)—— D101、D102单元。
3.给定及调节器挂箱(DS301)—— D301、D304、D305、D306单元。
4.专用控制单元挂箱(DS302)—— D311、D312单元5.直流电动机、发电机机组6.慢扫描双踪示波器、数字万用表等测试仪器7.微机及打印机(存储、演示、打印实验波形,可无,但相应内容省略)。
四、实验电路的组成“逻辑无环流可逆直流调速系统”只是在“自然环流可逆直流调速系统”的基础上,增加一个“极性鉴别与逻辑控制DLC(D312)”单元。
其基本特点是通过该单元的“电平变换器DIP”将“转矩极性”和“零电流”两个模拟信号输入转换为相应的数字信号输出,利用“逻辑控制器LCR”,对正、反两组触发单元GT I、GT I I的“开通”或“封锁”,按逻辑要求进行控制。
采用“数字逻辑控制”使系统主电路在任何时刻、任何状态、任何条件下只有一组整流装置工作。
这就从根本上切断了环流的通路,以确保可逆系统不存在任何环流。
“逻辑无环流可逆直流调速系统”主要有“逻辑控制”和“逻辑选触控制”两种基本类型。
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CHENGNAN COLLEGE OF CUST 课程设计(论文)题目:逻辑无环流可逆直流调速系统设计学生姓名:吴艳兰学号:201197250104班级: 1101班专业:D自动化(工业自动化)指导教师:李益华吴军2014年7月逻辑无环流可逆直流调速系统设计****:***学号:************班级:1101班所在院(系): 电气与信息工程系指导教师:李益华吴军完成日期: 2014年7月11日逻辑无环流可逆直流调速系统设计摘要直流电动机具有良好的起制动性能,易于广泛范围内平滑调速,在需要高性能可控电力拖动的领域中得到广泛的应用。
直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟,而且从反馈闭环控制角度来看,它又是交流拖动控制系统的基础,所以首先应该掌握好直流系统。
在许多生产机械中,常要求电动机既能正反转,又能快速制动,需要四象限运行的特性,此时必须采用可调速系统。
本文着重介绍“逻辑无环流可逆直流调速系统”。
逻辑无环流可逆直流调速系统省去了环流电抗器,没有了附加的环流损耗,节省变压器和晶闸管装置的附加设备容量。
和有环流系统相比,因换流失败造成的事故率大为降低。
关键词:无环流;可逆直流调速系统;逻辑控制器目录1 绪论 (4)1.1设计的目的和意义 (4)1.2设计要求 (4)2 系统结构方案的选择 (5)3 主回路的选择 (6)3.1 主电路形式的选择与论证 (6)3.2 交流电源的选择(单相或三相) (7)3.3 晶闸管元件的计算与选择 (7)3.4 晶闸管保护措施的电路设计与计算 (7)3.5 平波电抗器的计算与选择 (8)3.6 测速机的选择与可变电位器的选择与计算 (10)3.7 电机励磁回路设计 (10)4 触发器的设计和同步相位的配合 (11)4.1 触发电路的设计与选择 (11)4.2 同步相位的配合 (12)5 辅助电路设计 (13)5.1 高精度给定电源的设计 (13)5.2 其他辅助电路设计 (13)5.2.1 转矩极性鉴别(DPT) (13)5.2.2 零电平检测(DPZ) (14)5.2.3 逻辑控制(DLC) (14)5.2.4 电流反馈与过流保护(FBC+FA) (16)5.2.5 转速变换(FBS) (17)5.2.6 反号器(AR) (17)6 电流环设计 (19)6.1 调节器参数计算 (19)6.2 调节器实现 (19)7 转速环设计 (22)7.1 调节器参数计算 (22)7.2 调节器实现 (22)8 系统原理框图 (25)课程设计总结 (26)参考文献 (27)1 绪论1.1设计的目的和意义(1)了解、熟悉逻辑无环流可逆直流调速系统的原理和组成。
(2)掌握各控制单元的原理、作用及调试方法。
(3)掌握逻辑无环流可逆直流调速系统的调试步骤和方法。
(4)了解逻辑无环流可逆直流调速系统的静态特性和动态特性。
1.2设计要求稳态无静差,电流超调量i σ≤5%,空载起动到额定转速时的转速超调量n σ≤10%。
电流调节器已按典型I 型系统设计,并取参数KT=0.5。
(1)选择转速、电流调节器结构,并计算其参数。
(2)计算电流环的截止频率ci ω和转速环的截止频率cn ω,并考虑它们是否合理?(3)根据题目的技术要求,分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理框图(4) 根据双闭环直流调速系统原理图, 分析逻辑无环流可逆系统起、制动的过程;(5) 汇出动态波形,说明在每个阶段中ASR 、ACR 各起什么作用,VF 和VR 各处什么状态;(6) 绘制双闭环直流调速逻辑无环流可逆调速系统的电气原理总图;2 系统结构方案的选择2.1选择变压调速对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速;减弱磁通虽然能够平滑调速,但调速范围不大,往往只能配合调压方案,在基速(即电动机额定转速)以上作小范围的升速。
因此,自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。
2.2选择双闭环调速系统采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
如果对系统的动态性能要求较高,例如要求快速起制动,突加负载动态速降小等等,单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环调速系统中,只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的,但它只是在超过临界电流Idcr值以后,靠强烈的负反馈作用限制电流的冲击,并不能很理想地控制电流的动态波形。
电流从最大值降低下来以后,电机转矩也随之减小,因而加速工程必然拖长。
综上所诉,选择双闭环调速系统能得到较好系统性能,以满足要求。
3 主回路的选择3.1主电路形式的选择与论证逻辑无环流可逆直流调速系统的主电路如图3.1所示图3.1逻辑无环流可逆直流调速系统的主电路本方案的主回路由正桥及反桥反向并联组成,并通过逻辑控制来控制正桥和反桥的工作与关闭,并保证在同一时刻只有一组桥路工作,另一组桥路不工作,这样就没有环流产生。
由于没有环流,主回路不需要再设置平衡电抗器,但为了限制整流电压幅值的脉动和尽量使整流电流连续,仍然保留了平波电抗器。
正向启动时,给定电压Ug为正电压,“逻辑控制”的输出端Ulf为“0”态,Ulr为“1”态,即正桥触发脉冲开通,反桥触发脉冲封锁,主回路“正桥三相全控整流”工作,电机正向运转。
当Ug反向,整流装置进入本桥逆变状态,而Ulf、Ulr不变,当主回路电流减小并过零后,Ulf、Ulr 输出状态转换,Ulf为“1”态, Ulr为“0”态,即进入它桥制动状态,使电机降速至设定的转速后再切换成反向电动运行;当Ug=0时,则电机停转。
反向运行时,Ulf为“1”态,Ulr为“0”态,主电路“反桥三相全控整流”工作。
“逻辑控制”的输出取决于电机的运行状态,正向运转,正转制动本桥逆变及反转制动它桥逆变状态,Ulf 为“0”态,Ulr 为“1”态,保证了正桥工作,反桥封锁;反向运转,反转制动本桥逆变,正转制动它桥逆变阶段,则Ulf 为“1”态,Ulr 为“0”态,正桥被封锁,反桥触发工作。
由于“逻辑控制”的作用,在逻辑无环流可逆系统中保证了任何情况下两整流桥不会同时触发,一组触发工作时,另一组被封锁,因此系统工作过程中既无直流环流也无脉动环流。
3.2交流电源的选择交流电源选择三相电路,一次侧相电压为U1=220V 为了得到零线,变压器二次侧必须接成星形,而一次侧接成三角形,避免3次谐波流入电网。
在进行变压器计算之前,应该确定负载要求的直流电压和电流,确定变流设备的主电路接线形式和电网电压。
先选择其次级电压有效值U2,U2数值的选择不可过高和过低,如果U2过高会使得设备运行中为保证输出电流电压符合要求而导致控制角过大,使功率因数变小。
如果U2过低又会在运行中出现当α=αmin 时仍然得不到负载要求的直流电压的现象。
通常次级电压,初级和次级电流根据设备的容量,主接线结构和工作方式来定。
由于有些主接线形式次级电流中含有直流成分,有的又不存在,所以变压器容量的计算要根据具体情况来定。
3.3晶闸管元件的计算与选择晶闸管参数计算:对于三相桥式整流电路,晶闸管电流的有效值为:20.5773VT d d I I I I === (3-1) 则晶闸管的额定电流为:()0.3680.368760279.681.57VT VT AV d I I I A A ===⨯= (3-2) 取1.5~2倍的安全裕量,()420VT AV I A =由于电流连续,因此晶闸管最大正反向峰值电压均为变压器二次线电压峰值,即:22.45 2.457501837.5FM RM U U U V ===⨯= (3-3)取2~3倍的安全裕量,4000VT U V3.4晶闸管保护措施的电路设计图3.2 RC 保护电路晶闸管有一个重要特性参数-断态电压临界上升率dlv/dlt 。
它表明晶闸管在额定结温和门极断路条件下,使晶闸管从断态转入通态的最低电压上升率。
若电压上升率过大,超过了晶闸管的电压上升率的值,则会在无门极信号的情况下开通。
即使此时加于晶闸管的正向电压低于其阳极峰值电压,也可能发生这种情况。
因为晶闸管可以看作是由三个PN 结组成。
在晶闸管处于阻断状态下,因各层相距很近,其J2结结面相当于一个电容C0。
当晶闸管阳极电压变化时,便会有充电电流流过电容C0,并通过J3结,这个电流起了门极触发电流作用。
如果晶闸管在关断时,阳极电压上升速度太快,则C0的充电电流越大,就有可能造成门极在没有触发信号的情况下,晶闸管误导通现象,即常说的硬开通,这是不允许的。
因此,对加到晶闸管上的阳极电压上升率应有一定的限制。
为了限制电路电压上升率过大,确保晶闸管安全运行,常在晶闸管两端并联RC 阻容吸收网络,利用电容两端电压不能突变的特性来限制电压上升率。
因为电路总是存在电感的(变压器漏感或负载电感),所以与电容C 串联电阻R 可起阻尼作用,它可以防止R 、L 、C 电路在过渡过程中,因振荡在电容器两端出现的过电压损坏晶闸管。
同时,避免电容器通过晶闸管放电电流过大,造成过电流而损坏晶闸管。
由于晶闸管过流过压能力很差,如果不采取可靠的保护措施是不能正常工作的。
RC 阻容吸收网络就是常用的保护方法之一。
3.5平波电抗器的计算与选择在使用晶闸管整流装置供电时,其供电电压和电流中,含有各种谐波成份。
当触发角α增大,负载电流减小到一定程度时,还会产生电流断续现象,造成对变流器特性的不利影响。
当负载为直流电动机时,由于电流断续和直流电动机的脉动,会使晶闸管导通角θ减小,整流器等效内阻增大,电动机的机械特性变软,换相条件恶化,并且增加电动机的损耗。
因此,除在设计变流装置时要适当增大晶闸管和二极管的容量,选择适于变流器供电的特殊系列的直流电动机外,通常还采用在直流电路内串接平波电抗器,以限制电流的脉动分量,维持电流连续。
若要求变流器在某一最小输出电流d min I 时仍能维持电流连续,则电抗器的电感按下式计算:211d minU L I k = (3-4) 式中2U 为交流测电源相电压有效值;d min I 为要求连续的最小负载电流平均值。
1k 与整流主电路形式有关的计算系数, 对于不同控制角α,所需的电感量1L 为211d minU L sin I k α= (3-5) 本设计中的参数为:2U 750V =,d I 760=A , ()dmin I 5%~10%3876d I ==~A ,1k 0.693=,临界值90α︒=。
将以上所述参数代入可计算出本设计所需的临界电感参数值为1750L 0.69313.68mH 38=⨯= 整流变压器漏电感折算到次级绕组每相的漏电感T L 按下式计算:%2T LTdU L k 100I k u = (3-6)式中TL k ―与整流主电路形式有关的系数,本设计2U 750V =,d I 760=A ,%5k u =,TL 3.9k =。