电力拖动课程设计vm直流调速系统
VM可逆直流调速系统

图4-13 配合控制的三相零式反并联可逆线路
的瞬时脉动环流( f r 60) (a)三相零式可逆线路和瞬时脉动环流回路
(b) f 60 时整流电压
电动 反组整流
三
反向制动
-
+
-
回馈发电 正组逆变
四
2.逻辑控制的无环流可逆V-M系统
有环流系统反向快、过渡平滑,但环流电抗器累赘。 逻辑控制的无环流可逆系统:当可逆系统中一组晶闸管
工作时(不论是整流工作还是逆变工作),用逻辑关系 控制使另一组处于完全封锁状态,彻底断开环流的通路, 确保两组晶闸管不同时工作。 被封锁那组整流装置的移相触发环节应有配合控制所对 应的输入控制信号,但其输出触发脉冲通过逻辑控制作 用予以封锁,可以认为是移相触发环节处于“待工作” 状态,可根据需要随时送出必要的脉冲信号。
当环流为零时,应有
U d 0 f U d 0 max cos f
U d 0r U d 0 max cos r
如果反组的控制角用逆变 角表示,则
这称作α=β配合控制。
为了更可靠地消除直流平 均环流,可采用
U d 0r U d 0 f
cos r cos f (4-5)
r f 180
f r αf≥βr
(4-6) (4-7)
α=β配合控制实现
为了实现α=β配合控制,
可将两组晶闸管装置的触 发脉冲零位都定在90°。
当控制电压 Uc= 0 时,使 f = r = 90° , 此 时 Ud0f = Ud0r = 0 , 电 机 处
电力拖动自动控制系统课程设计转速电流双闭环直流调速系统

课程设计说明书课程名称:电力拖动自动控制系统设计题目:转速电流双闭环直流调速系统院系:电子信息与电气工程学院学生姓名:学号:专业班级:2008级自动化1班指导教师:2011年12 月11 日转速电流双闭环直流调速系统摘要:此设计利用晶闸管、二极管等器件设计了一个转速、电流双闭环直流晶闸管调速系统。
该系统中设置了电流检测环节、电流调节器以及转速检测环节、转速调节器,构成了电流环和转速环,前者通过电流元件的反馈作用稳定电流,后者通过转速检测元件的反馈作用保持转速稳定,最终消除转速偏差,从而使系统达到调节电流和转速的目的。
该系统起动时,转速外环饱和不起作用,电流内环起主要作用,调节起动电流保持最大值,使转速线性变化,迅速达到给定值;稳态运行时,转速负反馈外环起主要作用,使转速随转速给定电压的变化而变化,电流内环跟随转速外环调节电机的电枢电流以平衡负载电流。
分析双闭环直流调速系统的特性。
关键词:双闭环,晶闸管,转速调节器,电流调节器,目录1前言 (1)2设计方案 (1)2.1方案比较 (1)2.2方案论证 (2)2.3方案选择 (2)2.4设计要求 (2)3方案实施 (3)3.1转速给定电路设计 (3)3.2转速检测电路设计 (3)3.3电流检测电路设计 (4)3.4整流及晶闸管保护电路设计 (4)3.4.1过电压保护和d u/d t限制 (5)3.4.2过电流保护和d i/d t限制 (5)3.4.3整流电路参数计算 (5)3.5控制电路设计 (7)4 结果与结论 (11)5收获与致谢 (12)6参考文献 (12)1.前言自70年代以来,国外在电气传动领域内,大量地采用了“晶闸管直流电动机调速”技术(简称KZ—D调速系统),尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展,但在工业生产中KZ—D系统的应用还是占有相当的比重。
在工程设计与理论学习过程中,会接触到大量关于调速控制系统的分析、综合与设计问题。
VM双闭环直流调速系统设计说明书

目录前言 (2)1.1任务书 (3)1.2 整体设计 (5)2. V-M直流调速系统结构与工作原理 (5)2.1 V-M直流调速系统的结构框图 (5)2.2 V-M直流调速系统的工作原理 (7)3.主电路设计 (8)3.1主电路设计结果及原理 (9)3.2主要参数计算及器件选择 (9)3.3主电路元件清单 (10)4.驱动电路设计 (11)4.1驱动电路设计结果 (11)4.2触发电路设计及工作原理 (11)5.保护电路设计 (13)5.1直流侧的过电压保护 (13)5.3保护电路元件清单 (14)设计总结 (15)参考文献 (16)电气原理总图 (17)前言转速,电流反馈操纵的直流调速系统是静,动态性能优良,应用最广的直流调速系统。
关于常常正反转运行的调速系统,如龙门刨床,可逆轧钢机等,缩短起动(或制动)过渡进程中,希望始终维持电流(电磁转矩)为许诺的最大值,使调速系统以最大的加(减)速度运行。
当达到稳固转速时,最好使电流当即降下来,使电磁转矩与负载转矩相平稳,从而迅速转入稳态运行。
这种理想的启动电流呈矩形波,转速按线性增加。
这是在最大电流(转矩)受限制时调速系统所能取得的最快的起动(制动)进程。
1.1任务书1.技术要求:(1)该调速系统能进行滑腻的速度调剂,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固工作(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δ<8%,电流超调量δ<5%,动态速降∆n≤10%,调速系统的过渡进程(调剂时刻)t s≤1s(4) 系统在5%负载以上转变的运行范围内电流持续(5)调剂系统中设置有过电压,过电流等爱惜,而且有制动方法2设计内容:(1)依照题目的技术要求,分析论证并确信主电路的结构形式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理图(2)调速系统主电路元件的确信及其参数计算(包括有变压器,电力电子器件,平波电抗器与爱惜电路)(3)绘制V—M双闭环直流可逆调速系统的电气原理图(4)整理设计数据资料,课程设计总结。
V M双闭环直流调速系统课程设计报告

实训报告课程名称:专业实训专业:班级:学号:姓名:指导教师:成绩:完成日期: 2015 年 1月15 日任务书1 单闭环直流调速系统主电路设计单闭环直流调速系统是指只有一个转速负反馈构成的闭环控制系统。
在电动机轴上装一台测速发电机SF ,引出与转速成正比的电压U f 与给定电压U d 比较后,得偏差电压ΔU ,经放大器FD ,产生触发装置CF 的控制电压U k ,用以控制电动机的转速,如图所示。
直流电机,额定电压20V ,额定电流7A ,励磁电压20V ,最大允许电流40A 。
整流变压器额定参数的计算为了保证负载能正常工作,当主电路的接线形式和负载要求的额定电压确定之后,晶闸管交流侧的电压U 2只能在一个较小的范围内变化,为此必须精确计算整流变压器次级电压U 2。
(1)二次侧相电流和一次侧相电流在精度要求不高的情况下,变压器的二次侧相电压U 2的计算公式: 几种整流线路变压器电压计算系统参数,如表所示。
表 几种整流线路变压器电压计算系统电路模式单相全波单相桥式三相半波三相桥式A C所以变压器二次侧相电压为:21.35200.930U V =⨯÷=变压器的二次侧电流I 2的计算公式: 几种整流线路变压器电流I d /I 2系数,如表。
表 几种整流线路变压器电流Id/I2电路模式 电阻性负载电感性负载单相全控桥 1 三相全控桥查表得,1A =。
变压器的二次侧电流:27d I I A ==变压器的一次侧电流I 1的计算公式:一次侧电流:2112/7302200.95I I U U A =*=⨯÷= (2)变压器容量整流电路为单相桥式,取121m m m ===。
二次容量:22221307210S m U I W ==⨯⨯= 一次容量:111112200.95209S mU I W ==⨯⨯= 平均计算容量:121()209.52S S S W =+= 整流器件晶闸管的参数计算及选择额定电压U TN 、电流I TN 、功率P TN 。
电力拖动课程设计vm直流调速系统

题 目: V-M 双闭环不可逆直流调速系统设计初始条件:1.技术数据:晶闸管整流装置:Rrec=0.032Ω,Ks=45-48。
负载电机额定数据:P N =90KW ,U N =440V ,I N =220A ,n N =1800r/min ,Ra=0.088Ω,λ=1.5。
系统主电路:R ∑=0.12Ω,Tm=0.1s2.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:i δ≤5%,起动到额定转速时的超调量:n δ≤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,负载电机不可逆运行,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n δ<8%,电流超调量i δ<5%,动态速降Δn≤8-10%,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V-M 双闭环直流不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。
v-m直流调速课程设计

v-m直流调速课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解V-M直流调速系统的基本原理与结构;2. 掌握V-M直流调速系统中速度调节、电流调节的基本方法;3. 学会分析V-M直流调速系统的性能指标,如稳态误差、动态响应等。
技能目标:1. 能够运用所学的理论知识,设计简单的V-M直流调速系统;2. 能够运用相应的仿真软件,对V-M直流调速系统进行模拟与调试;3. 能够解决实际应用中V-M直流调速系统出现的常见问题。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术及其应用的兴趣,激发学生的创新意识;2. 培养学生具备团队协作精神,提高沟通与交流能力;3. 增强学生面对工程技术问题的责任感,树立正确的工程伦理观念。
课程性质:本课程为专业核心课程,旨在帮助学生掌握V-M直流调速系统的基本理论和实践技能,提高解决实际工程问题的能力。
学生特点:学生具备一定的电力电子基础,具有较强的学习能力和动手能力,对新技术和新方法充满好奇心。
教学要求:结合学生的特点,注重理论与实践相结合,强调知识的应用性和实践性。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际工程问题中,提高学生的综合素养。
课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. V-M直流调速系统原理- 介绍V-M直流调速系统的组成及工作原理;- 分析V-M直流调速系统的数学模型;- 探讨电机在不同运行状态下的调速性能。
2. V-M直流调速系统设计方法- 速度调节方法:比例、积分、微分控制;- 电流调节方法:PWM控制技术;- 系统设计方法:系统参数的整定与优化。
3. V-M直流调速系统性能分析- 稳态性能分析:稳态误差、稳态响应;- 动态性能分析:动态响应、过渡过程;- 系统稳定性分析:奈奎斯特稳定判据、根轨迹法。
4. V-M直流调速系统实践应用- 介绍常见的V-M直流调速系统实例;- 分析实际应用中存在的问题及解决方案;- 指导学生运用仿真软件进行系统模拟与调试。
V-M直流调速系统课设

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------V-M直流调速系统课设大连海洋大学课程设计用纸学院:信息工程专业班级:自动化 3 姓名:王超月学号:1105130301目录一课程设计要求.............................................2 1.1 参数..................................................2 1.2 内容..................................................2 1.3 要求..................................................2二双闭环直流调速系统的工作原理 (3)2.1 晶闸管-电动机直流调速系统简介 (3)2.2 双闭环直流调速系统结构图 (3)三控制系统的设计............................................4 3.1 双闭环直流调速系统的组成.............................4 3.2.主电路的结构形式.....................................4 3.2.1 主电路的设计....................................5 3.2.2. 整流元件晶闸管的选型..........................7 3.2.3. 电抗器的设计..................................8 3.3 晶闸管的触发电路.....................................11 3.4 双闭环调速系统的组成和设计...........................12 3.4.1 电流调节器的设计...............................12 3.4.2 转速调节器的设计...............................14 3.5 仿真波形结1/ 23果.........................................18 3.5.1 转速...............................................18 3.5.2 电流...............................................19四运动控制系统课程设计总结. (19)五参考文献..................................................19第1页---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 大连海洋大学课程设计用纸学院:信息工程专业班级:自动化 3 姓名:王超月学号:1105130301一、课程设计要求1.设计参数直流他励电动机:功率 Pe=145KW,额定电压 Ue=220V,额定电流 Ie=733A,磁极对数P=2,ne=430r/min,励磁电压220V,电枢绕组电阻Ra=0.0015Ω,主电路总电阻 R=0.036Ω,Ks=41.5,电磁时间常数TL=0.0734ms,机电时间常数Tm=0.0926ms,滤波时间常数Ton=Toi=0.01s ,过载倍数λ = 1.2 ,电流给定最大值U? im? 8V,速度给定最大值U? n? 10V2.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形式和闭环调速系统的组成,画出系统组成的原理框图。
电力拖动与运动控制系统课程设计双闭环直流调速系统的设计

《电力拖动与运动控制系统》课程设计专题:双闭环直流调速系统的设计2014 年6 月课程设计任务书任务下达日期:2014年6月16日设计日期:2014年6月16日至2014年6月30日设计专题题目:双闭环直流调速系统的设计设计主要内容和要求:直流调速系统凭借其优良的调速性能在现场中得到了广泛使用,虽然交流电机得到了越来越多的使用,但直流调速系统的理论完全适用于交流电机调速系统的设计。
针对附录中提供的直流电机参数,进行直流电机调速系统的设计。
要求该直流调速系统调速范围宽、起制动性能好、可四象限运行,具体设计内容如下:1. 绪论介绍直流调速在工业生产中的应用及直流调速理论的发展,通过调查市场上的直流调速产品,了解目前直流调速产品的结构与功能。
2. 直流调速系统的主电路设计(1) 根据提供的直流电动机参数,选择相应的主电路形式,主电路主要采用两种形式:基于H桥的直流脉宽调速系统、晶闸管—电动机直流调速系统。
(2) 根据附录中所提供的直流电机参数和选择的主电路形式,对主电路中的功率器件进行型号选择,并要求给出选择依据;(3) 根据选择的主电路拓扑结构所采用的电力电子器件,设计或选择电力电子器件的驱动电路。
要求给出所设计或选择的晶闸管触发电路、全控型器件IGBT驱动电路的原理图,并对驱动电路的原理简要说明。
(4) 根据系统控制要求,选择相应的电压、电流和温度等传感器,要求给出具体型号;(5) 要求在主回路设计中需给出相应的保护及缓冲电路;(6) 列出所选用主电路的器件清单(包括:名称、型号、厂商、数量、参考价格)。
3. 直流调速系统的控制理论(1) 给出双闭环直流调速系统的动态结构框图,掌握双闭环直流调速系统的起动过程与特点;(2) 根据提供的直流电动机参数和所设计的电力电子变换环节参数,确定动态结构框图各环节的具体参数;(3) 运用工程化设计方法对直流调速系统的调节器进行参数设计,要求必须给出限幅的具体参数及依据,以表格的形式总结所设计的转速调节器、电流调节器的参数;(4) 利用Protel软件绘制带有内外限幅的PI调节器的模拟电路图,要求根据设计的PI 调节器参数确定调节器中电阻和电容的参数;(5) 给出确定各环节参数后的直流调速系统完整结构框图。
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题 目: V-M 双闭环不可逆直流调速系统设计初始条件:1.技术数据:晶闸管整流装置:Rrec=0.032Ω,Ks=45-48。
负载电机额定数据:P N =90KW ,U N =440V ,I N =220A ,n N =1800r/min ,Ra=0.088Ω,λ=1.5。
系统主电路:R ∑=0.12Ω,Tm=0.1s2.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:i δ≤5%,起动到额定转速时的超调量:n δ≤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,负载电机不可逆运行,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n δ<8%,电流超调量i δ<5%,动态速降Δn≤8-10%,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V-M 双闭环直流不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。
约占总时间的40%目录摘要 (1)1 设计任务及要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)2 转速、电流双闭环直流调速系统的组成和主电路设计 (3)2.1 转速双闭环直流调速系统的组成 (3)2.2 主电路设计 (4)2.2.1 整流装置的选择 (4)2.2.2 加入整流变压器和平波电抗器的必要性 (4)2.2.3 三相桥式全控整流主电路 (5)3 主电路的元件参数计算 (6)3.1 整流变压器参数计算 (6)3.1.1 次级电压U2的计算 (6)3.1.2 次级电流I2及变压器容量的计算 (7)3.2 晶闸管参数计算 (7)3.2.1 晶闸管额定电压U TN (7)3.2.2 晶闸管额定电流I TN (7)3.3 平波电抗器参数计算 (7)3.3.1 电枢电感L M的计算 (8)3.3.2 整流变压器漏电感L B的计算 (8)3.3.3 最小负载电流为I dmin时保证电流连续所需的主回路电感量L的计算 (8)3.3.4 保证电流连续的临界电感量L dcr (8)4 保护电路的设计及其元件参数的计算 (9)4.1 过电压保护 (9)4.1.1 直流侧过电压保护 (9)4.1.2 关断缓冲电路 (9)4.1.3 交流侧过电压保护 (9)4.2 短路过电流保护 (11)4.3 过电流保护 (12)5 检测电路、调节器与驱动控制电路设计 (13)5.1 检测电路设计 (13)5.2 调节器结构设计 (13)5.3 驱动控制设计 (14)6 系统的动态设计 (16)6.1 电流调节器的设计 (16)6.2 转速调节器的设计 (17)6.3 验证动态指标 (18)7 基于simulink的系统仿真 (19)8 结束语 (21)参考文献 (21)附录电气原理总图 (22)本科生课程设计成绩评定表摘要直流电动机具有良好的起、制动性能,宜于在大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。
晶闸管问世后,生产出成套的晶闸管整流装置,组成晶闸管—电动机调速系统(简称V-M 系统),和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比,晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
本文首先明确了设计的任务和要求,在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速原理后依次对主电路,保护电路,检测电路和触发电路进行了设计,并且计算了相关参数。
在达到稳态性能指标后,通过对调节器的参数设计,达到设计要求的动态性能指标。
在设计完毕后,还用matlab 进行了仿真。
最后给出了这次设计的心得体会和系统的电气总图。
1设计任务及要求1.1 设计任务根据题目所给的技术数据和指标设计V-M 双闭环不可逆直流调速系统。
1.2 设计要求1.技术要求:(1) 该调速系统能进行平滑的速度调节,负载电机不可逆运行,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n δ<8%,电流超调量i δ<5%,动态速降Δn≤8-10%,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V-M双闭环直流不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。
2 转速、电流双闭环直流调速系统的组成和主电路设计2.1 转速双闭环直流调速系统的组成开环直流调速系统通过调节控制电压U c就可改变电动机的转速。
当负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高,采用开环系统就能实现一定范围内的无级调速。
但是,对静差率有较高要求时,开环调速系统往往不能满足要求。
这时就要采用闭环调速系统。
采用PI调节的单个转速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,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需要。
这时就要考虑采用转速、电流双环控制的直流调速系统。
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用,可在系统中设置两个调节器,分别调节转速和电流。
二者之间实行嵌套(串联)联接。
把转速调节器的输出当作电流调节器的输入,再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。
从闭环结构上看,电流环在里面,称作内环;转速环在外边,称作外环。
这就形成了转速、电流双闭环调速系统。
为了获得良好的静、动态性能,转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。
两个调节器的输出都是带限幅作用的,转速调节器ASR的输出限幅电压U im*决定了电流给定电压的最大值,电流调节器ACR的输出限幅电压U cm限制了电力电子电换器的最大输出电压U dm。
转速、电流双闭环直流调速系统的原理框图如图2-1所示:图2-1 转速、电流双闭环直流调速系统原理框图ASR—转速调节器,ACR—电流调节器,TG—测速发电机TA—电流互感器,UPE—电力电子变换器,U n*—转速给定电压,U n—转速反馈电压,U i*—电流给定电压,U i—电流反馈电压。
2.2 主电路设计2.2.1 整流装置的选择直流电动机由单独的可调整流装置供电。
晶闸管相控整流电路有单相,三相,全控,半控等,调速系统一般采用三相桥式全控整流电路。
本设计中直流电动机采用三相桥式全控整流电路作为直流电动机的可调直流电源。
通过调节触发延迟角а的大小来控制输出电压U d的大小,从而改变电动机M的电源电压。
三相桥式全控整流电路原理图如图2-2所示:图2-2 三相桥式全控整流电路原理图三相桥式全控整流电路的特点是:每个时刻均需2个晶闸管同时导通,形成向负载供电的回路,其中一个晶闸管是共阴极组的,一个是共阳极组的,且不能为同一相的晶闸管。
对触发脉冲也有一定的要求,6个晶闸管的脉冲按VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序,相位依次差60°,共阴极组的VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120°,共阳极组VT4,、VT6、VT2也依次差120°,同一相的上下两个桥臂脉冲相差180°。
2.2.2 加入整流变压器和平波电抗器的必要性晶闸管变流设备一般都是通过变压器与电网连接的,因此其工作频率为工频初级电压即为交流电网电压。
经过变压器的耦合,晶闸管主电路可以得到一个合适的输入电压,使晶闸管在较大的功率因数下运行。
变流主电路和电网之间用变压器隔离,还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分,减小电网污染。
在变流电路所需的电压与电网电压相差不多时,有时会采用自耦变压器;当变流电路所需的电压与电网电压一致时,也可以不经变压器而直接与电网连接,不过要在输入端串联进线电抗器以减少对电网的污染。
此设计中在主电路前端需配置一个整流变压器,以得到与负载匹配的电压,同时把晶闸管装置和电网隔离,可起到降低或减少晶闸管变流装置对电网和其他用电设备的干扰的作用。
当晶闸管的控制角α增大,会造成负载电流断续,当电流断续时,电动机的理想空载转速将抬高,机械特性变软,负载电流变化很小也可引起很大的转速变化。
负载电流要维持导通,必须加平波电抗器来存储较大的磁能。
2.2.3 三相桥式全控整流主电路及系统原理图三相桥式全控整流主电路如图2-3所示:图2-3 三相桥式全控整流主电路在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流瞬态过电压保护及滤波,晶闸管并联电阻和电容构成关断缓冲,快速熔断器直接与晶闸管串联,对晶闸管起过流保护作用。
3 主电路的元件参数计算3.1 整流变压器参数计算3.1.1 次级电压U 2的计算在进行变压器的计算之前,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U 2,U 2数值的选择不可过高和过低,如果U 2过高会使得设备运行中为保证输出直流电压符合要求而导致控制角过大,使功率因数变小。
如果U 2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确定。
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。