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1、直流调速系统设计AeB第一章主电路设计与参数计算调速系统方案的选择：由于电机上网容量较大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控桥式整流电路供电方案。电动机额定电压为220V，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低。为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰。主变压器采用A/D联结。因调速精度要求较高，故选用转速负反馈调速系统。采用电流截止负反馈进行限流保护。出现故障电流时过电流继电器切断主电路电源。为使线路简单，工作可靠，装置体积小，宜采用KJ004组成的六脉冲集成触发电路。该系统采用减压调速方案，故励磁应保持恒定，励磁绕组采用三相不控桥式整流电路供电，电源可从主变压器
2、二次侧引入。为保证先加励磁后加电枢电压，主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合，同时设有弱磁保护环节电动机的额定电压为220V，为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低；为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰，主变压器采用D/Y联结。1.1整流变压器的设计1.1.1变压器二次侧电压U2的计算U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算，即：(U=11.2)Ud（1-1）2式中A-理想情况下，=0时整流电压Ud0与二次电压U2之比，即A=Ud0/U2；B-延迟
3、角为时输出电压Ud与Ud0之比，即B=Ud/Ud0；电网波动系数；AeB11.2考虑各种因数的安全系数；根据设计要求，采用公式：(U=11.2)Ud(1-3)2由表查得A=2.34；取=0.9；角考虑10裕量，则B=cos=0.985U2=(11.2)2202.340.90.985=106127V，取U2=120V。电压比K=U1/U2=380/120=3.2。1.1.2一次、二次相电流I1、I2的计算由表查得KI1=0.816,KI2=0.816考虑变压器励磁电流得：=14A,取14AI=1.05K1I0.81655I1dK3.2I=KI=0.81655=44.9A2I2d1.1.3变压器容
4、量的计算S1=m1U1I1；（1-4）S2=m2U2I2；（1-5）S=1/2(S1+S2)；（1-6）式中m1、m2-一次侧与二次侧绕组的相数；由表查得m1=3，m2=3S1=m1U1I1=338014=15.6KVAS2=m2U2I2=311044.9=14.85KVAS=1/2(S1+S2)=1/2（15.6+14.85）=15.3KVA考虑励磁功率P=2201.6=0.352kW，取S=15.6kvAL1.2晶闸管元件的选择1.2.1晶闸管的额定电压晶闸管实际承受的最大峰值电压UTN，乘以（23）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压UTN，即UTN=（23）Um整流
5、电路形式为三相全控桥，查表得U=6U，则m2UTN=(23)U=(23)6U=(23)6110=539808V（3-7）m2取UTN=700V1.2.2晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值ITN大于实TN=1.57IT(AV)IIII际流过管子电流最大有效值I8，即TIT或IT(AV)T=T1.571.57Id=KIdd（1-8）考虑（1.52）倍的裕量IT(AV)=（1.52）KId（1-9）式中K=I/（1.57I）-电流计算系数。Td此外，还需注意以下几点：当周围环境温度超过+40时，应降低元件的额定电流值。当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低
6、元件的额定电流值。关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。由表查得K=0.368，考虑1.52倍的裕量IT(AV)=(1.52)KId（1-10）取IA=(1.52)0.3681.255=36.448.4T(AV)=50A。故选晶闸管的型号为KP50-7晶闸管元件。(可用3CT107替换)。1.3直流调速系统的保护晶闸管有换相方便，无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定电流等参数外，还必须采取必要的过电压、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。1.3.1过电压保护以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三
7、种。1）交流侧过电压保护阻容保护CS/U22=6105200/1102=25F耐压1.5Um=1.51102=233V由公式计算出电容量一般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来确定保护电压的容量，这里选CZJD-2型金属化纸介电容器，电容量20uF，耐压250V。取U=5，shR2.3U2/Ssh=2.31102/520010=2.2，取2.22U5IemIC=2fCUC10-6=2502010-6110=0.69APR(34)IC2R=(34)（0.69）22.2=3.14.2W选取2.2，5W的金属氧化膜电阻。压敏电阻的计算U1MA=1.32U2=1.32110=202V流通量取5
8、KA。选MY31-220/5型压敏电阻。允许偏差+10（242V）。2）直流侧过电压保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成di/dt加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。U1MA=（1.8-2.2）UDC=(1.82.2)220=396440V选MY31-430/5型压敏电阻。允许偏差+10（484V）。3）闸管及整流二极管两端的过电压保护查下表：表1-1阻容保护的数值一般根据经验选定晶闸管额定电流/A1020501002005001000电容/F电阻/0.11000.15800.24
9、00.25200.5101522抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。电容耐压可选加在晶闸管两端工作电压峰值U的1.11.15倍。m由上表得C=0.5F，R=10，电容耐压1.5U=1.56U=1.56110=566Vm2选C为0.5F的CZJD-2型金属化纸介质电容器,电容量0.22F，耐压为400V。P=fCUm210-6=500.510-6(3110)2=0.8WR选R为10普通金属膜电阻器，RJ-0.5。1.3.2过电流保护快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。快速熔断器可以安装在直流侧、交流侧和直接与晶闸管串联。（1）晶闸管串连的快
10、速熔断器的选择接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管的有效值I=TId=5533=31.75A1I选取RLS-35快速熔断器，熔体额定电流35A。（2）过电流继电器的选择因为负载电流为55A，所以可选用吸引线圈电流为100A的JL14-11ZS型手动复位直流过电流继电器，整定电流取1.2555=68.75A100A1.3.3平波电抗器的计算为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器L，称平波电抗器。其主要参数有流过电抗器的电流一般是已知的，因此电d抗器参数计算主要是电感量的计算。1）算出电流连续的临界电感量L可用下式计算，单位mH。1UL=K2（3-11）1dmin式中K与整流电路形式有关的系数，可由表查得；1Idmin最小负载电流，常取电动机额定电流的510计算。555%根据本电路形式查得K=0.6951所以L=0.695120=30.3mH12）限
