发布时间 : 星期一 文章閿欎綅鎺у埗鏃犵幆娴佸彲閫嗚皟閫熺郴缁熻璁?- 鐧惧害鏂囧簱更新完毕开始阅读
目 录
一、 错位控制无环流可逆调速系统的原理 .......................................................... - 2 -
1、可逆调速系统的原理 ......................................................................... - 2 - 2、 环流的介绍 ...................................................................................... - 2 -
1、环流的定义 ................................................................................. - 2 - 2、 环流的分类 ............................................................................... - 3 - 3、 错位控制无环流系统 ...................................................................... - 3 -
1、静态环流的错位消除原理 ......................................................... - 3 - 2、错位控制无环流系统的结构 ..................................................... - 3 - 3、错位控制无环流系统的优缺点 ................................................. - 4 -
二、 系统的设计 ..................................................................................................... - 4 -
1、 主电路的设计及参数选择 .............................................................. - 4 -
1、 变压器的选择 ........................................................................... - 4 - 2、 晶闸管的选择 ........................................................................... - 4 - 3、 电抗的选择 ............................................................................... - 5 - 2、 同步变压器及触发器的设计 .......................................................... - 5 -
1、触发电路的设计 ......................................................................... - 5 - 2、 同步变压器的设计 ................................................................... - 6 - 3、 保护电路的设计 .............................................................................. - 6 -
1、 过电流保护 ............................................................................... - 6 - 2、 过电压保护 ............................................................................... - 6 - 3、 缓冲电路 ................................................................................... - 6 - 4、 检测环节 .......................................................................................... - 7 -
1、 转速检测 ................................................................................... - 7 - 2、电流检测 ..................................................................................... - 8 - 3、 电压检测 ................................................................................... - 8 - 5、 控制电路的设计 .............................................................................. - 8 -
1、 AVR电压内环的设计 .............................................................. - 8 - 2、 ACR电流环的设计 ................................................................. - 9 - 3、 ASR转速环的设计 ................................................................ - 10 - 4、 AVR、ACR和ASR的限幅设计 ...........................................- 11 - 5、 AR反相器的设计 ...................................................................- 11 -
三、 设计小结 ....................................................................................................... - 12 - 四、 参考文献 ....................................................................................................... - 12 -
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一、错位控制无环流可逆调速系统的原理
1、可逆调速系统的原理
图1 两组晶闸管装置发并联线路
较大功率的可逆直流调速系统多采用晶闸管—电动机系统。由于晶闸管的单向导电性，需要可逆运行时经常需要采用俩组晶闸管可控整流装置反并联的可逆线路，如图1，电动机正转时，由正组晶闸管VF供电；反转时，由反组晶闸管VR供电。两组晶闸管分别由两组触发装置进行控制，都能灵活的控制电机的起动、制动和升速、降速。但在一般情况下不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路。
在可逆调速系统中，正转运行时可利用反组晶闸管实现回馈制动，反转时同样可利用正组晶闸管实现回馈制动，总结起来，可将可逆线路的正反转时的晶闸管和电机状态总结为表1。
表1 V-M系统反并联可逆线路的工作状态
2、环流的介绍
1、环流的定义
采用两组晶闸管反并联的可逆V-M系统，如果两组装置的整流电压同时出现，便会产生不流过负载而直接在两组晶闸管之间流通的短路电流，称作环流。如图2中的Ih 。一般情况，这样的环流对负载无益，徒然加重晶闸管和变压器的负担，消耗功率，环流太大时会导致晶闸管损坏，因此应该予以抑制或消除。
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图2 反并联可逆V—M系统中的环流（Ih — 环流 Id — 负载电流）
2、环流的分类
（1）静态环流：两组可逆线路在一定控制角下稳定工作时出现的环流，其中又有两类：
直流平均环流---由晶闸管装置输出的直流平均电压所产生的环流称作直流平均环流 瞬时脉动环流---两组晶闸管输出的直流平均电压差为零，但因电压波形不同，瞬时电压差仍会产生脉动的环流，称作瞬时脉动环流。
（2）动态环流：仅在可逆V-M系统处于过渡过程中出现的环流。
3、错位控制无环流系统
1、静态环流的错位消除原理
采用配合控制的原理，当一组晶闸管装置整流时，让另一组处于待逆变状态，而且两组触发脉冲的零位错开的比较远，避免了瞬时脉动环流产生的可能性，这就是错位控制无环流可逆系统。具体地说，在α=β配合控制的有换流可逆调速系统中，两组触发
?f??r?180?Uc?0?f0??r0?90?脉冲的配合关系是，时的初始相位整定在，从而消除了直流平均环流，但仍存在瞬时脉动环流。在错位控制的无环流可逆调速系统中，同
??f??r?300样采用配合控制的触发移相方法，但两组脉冲的关系是，甚至是?f??r?360??f0??r0?150?或180?，也就是说初始相位整定在。这样，当待逆变组的
触发脉冲到来时，它的晶闸管已经完全处于反向阻断状态，不可能导通，当然就不会产生静态环流了。
2、错位控制无环流系统的结构
主电路采用两组三相桥式晶闸管装置反并联可逆线路， 控制电路采用转速、电流双闭环系统，其中，转速调节器ASR控制转速，设置双向输出限幅电路，以限制最大起制动电流；电流调节器ACR控制电流，设置双向输出限幅电路，以限制最小控制角αmin 与最小逆变角βmin。根据可逆系统正反向运行需要，给定电压、转速反馈电压、电流反馈电压都应该能够反映正和负极性，电流反馈应能否反映极性，因此电流互感器需采用直流电流互感器或霍尔变换器。在错位无环流系统中增设了电压内环。电压内环的作用：
1）缩小反向时的电压死区，加快系统的切换过程。
2）抑制电流断续等非线性因素的影响，提高系统的动、静态性能。 3）防止动态环流，保证电流安全换向。
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+15VTVDU*i U*nU*VFvUv GTFAVRUct(s)-15VUnUiTA?n
图3 错位控制无环流可逆调速系统
ASR—转速调节器，ACR—电流调节器，AVR—电压调节器， TG—测速发电机， TA—电流互感器， AR—反相器，GTF—正组晶闸管脉冲移相触发装置，GTR—反组晶闸管脉冲移相触发装置，VF—正组晶闸管，VR—反组晶闸管， Ltf—平波电抗器，Un*—转速给定电压，Un—转速反馈电压，Ui*—电流给定电压，Ui—电流反馈电压 ， Uu—端电压给定电压，Uu—端电压反馈电压
3、错位控制无环流系统的优缺点
错位控制无环流系统的结构简单，调整方便，但与逻辑无环流系统相比，切换特性较差，在某些切换条件下的切换死区较大。而且在切换过程中容易出现电流冲击。因此错位控制无环流系统通常用于系统容量较小而且对切换品质要求不高的场合。
二、系统的设计
1、主电路的设计及参数选择
1、变压器的选择
三向桥式整流电路变压器副边相电压E2与最大整流直流电压Udmax的关系是：Udmax?2.34E2。在可逆系统中由于有最小逆变角限制的问题，Udmax?2.34E2cos?min 。
(I?I)RUdmax应该等于电动机额定电压Ued加上过载电流所产生的附加压降dmaxeds再加上晶闸管的管压降?E，另外考虑整流电源内阻压降及电网电压波动，通常还需要再增加15%~20%，因此 Udmax?(1.15~1.2)[Ued?(Idmax?Ied)Rs??E] ，则可求出E2 。 考虑到工作负荷不会过重，并且变压器也容许一定过载，所以选取变压器为?/Y连
I?0.816?Idmax?0.816???Id接。则在副边：副边线电压为U2?3?E2,副边线电流2。
2、晶闸管的选择
考虑到电网电压的波动和操作过电压等因素，在设计中应该有2—3倍的电压设计裕
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ASR ACR GTRTAMVR-1inTG