十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计(2)

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Um的1.1-1.15倍。由于IT=90A，则选择C=0.25μf，R=20Ω。 2.3.5过电流保护

由于过载短路，晶闸管正向导通和反向击穿，以及在逆变时换流失败的原因，都会产生过电流。晶闸管过电流保护方式有脉冲移相限流保护、直流快速熔断器保护、快速熔断器保护等。其中快速熔断器在过电流保护在晶闸管电路中使用较为普通。快速熔断器作为晶闸管过电流保护可以串联在交流侧、支流侧或与晶闸管串联，其中一快速熔断器与晶闸管直接串联晶闸管保护效果最好。如下图所示：

2.4平波电抗器计算

在V-M系统中，脉动电流会增加电动机的发热，同时也产生脉动转矩，对生产机械不利。此外，电波形状的断续给用平均值描述的系统带来一种非线性因素，也引起机械特性的非线性，影响系统的运行性能。因此，实际应用中希望尽量避免发生电流断续。为了避免或

6

减轻电流脉动的影响，需要采用抑制电流脉动的措施，其中包括设置电感量足够大的平波电抗器。平波电抗器的电感量一般按低速轻载时保证电流连续的条件来选择，通常首先给定最小电流，在利用它计算所需的总电感量，减去电枢电感，即得平波电抗器应有的电感值。对于三相桥式全控整流电路，有L=0.693U2/Idmin。Idmin通常为额定电流的5%到10%，这里取10%,又因为IN=26.1A,所以Idmin取2.61A，则L=33.21mH。

第三部分：触发电路的选择与校验

晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在需要的时刻由阻断转为导通。广义上讲，晶闸管触发电路往往还包括对其触发时刻进行控制的相位控制电路，晶闸管触发电路应满足一下要求：（1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通，三相全控桥式电路应宽于60°或采用60°的双窄脉冲。（2）触发脉冲应有足够的幅度，对于户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件触发电流的3到5倍。脉冲前沿的陡度也需要增加，一般需达1-2A/μs。（3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极电压、电流和额定功率，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内。（4）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及主电路的电气隔离。

第四部分： 控制电路设计计算

4.1给定电源和给定环节的设计计算

根据电路要求，选用稳压管、晶闸管、集成稳压管等组成，本设计采用集成稳压管的可调输出电路。由于放大器输出电压和输出电压

7

极性相反，而触发器的移相控制电压VC又为正电压，故给定电压UG就为负电压，而一切反馈均取正值，为此给定电压与触发器共用一个15V的电源，用一个2KΩ,1W电位器引出给定电压。 4.2转速检测环节和电流检测环节的设计与计算

（1）测速发电机的选择 有电机参数可知选用的直流测速发电机的参数有:额定电压ETG=40V,nTG=2000r/min 负载电阻RTG=2KΩ的电位器。由于主电动机的额定转速为1450r/min ,因此，测速发电机发出最高电压为29V，给定电源15V,只要适当取反馈系数α，即可满足系统要求。

（2）转速负反馈环节 设转速反馈滤波时间常数：Ton=0.01s,则转速反馈系数

α=Un*/nN=15/1450=0.01V?min/r

（3）电流负反馈环节 设电流反馈滤波时间常数：Toi=0.02s,则电流反馈系数

β=0.05V/A 4.3调速系统的静态参数计算

(4)调速系统的静态参数 电动机电动势常数 Ce=

UN?INRa230-26.1*1.1==0.319v.min/r

1450nN按要求调速系统的静态速降： △nN=

nNs1450*5%==7.63r/min D?1?S?10(1?5%) 8

第五部分：双闭环直流调速系统的动态设计

5.1电流调节器的设计

设置电流调节器，要求电流的超调量?i?5%。 （1）确定时间常数

1）整流装置滞后时间常数Ts

三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.0017S 2）电流滤波时间常数Toi

三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（1-2）Toi=3.33ms。因此取Toi=2ms=0.002s

3)电流环小时间常数之和T?i?Ts?Toi=0.02+0.0017=0.0037s (2)选择电流调节器的结构

根据设计要求?i?5%，并保证稳态电流无差，可按典型I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型电流调节器，其传递函数式：WACR?s??Ki??is?1?。检查对电源电压的抗?is干扰性能：电流调节器超前时间常数Ti=Tl=0.03s，Tl/Ti=8.11,参照典型I型系统动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的。 （3）计算电流调节器参数

电流调节器超前时间常数： Ti=Tl=0.03s。

电流环开环增益：要求?i?5%，按表（运动控制系统中的70页），应取KI?T?i=0.5，因此KI=

0.50.5?135.1S?1。Ks=40，β=0.05，=

0.0037T?i于是，ACR的比例系数为Ki?

KI?R??i135.1?2?0.03?4.05 =

40?0.05Ks??9

（4）校验近似条件

电流环截止频率：Wci=KI=135.1S

1） 校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件

11??196.1S?1 > Wci，满足近似条件。 3Ts3?0.0017?12） 校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 311?3??122S?1?Wci，满足近似条件。 Tm?Tl0.02?0.033） 校验电流环小时间常数近似处理条件

11??13Ts?Ti1 ?180.8S?1?Wci，满足近似条件。

30.0017?0.003（5）计算调节器电阻和电容

按所用运算放大器的R0=40k?，各电阻和电容计算如下： Ki=RTl/2KsβT?i=2*0.03/(2*40*0.05*0.0037)=4.05

Ri?Ki?Ro=160.8k?，取160k?

Ci??iRi?0.03?0.001875?F，取0.002μF 160k?Coi?4Toi4?0.002??0.2?F，取0.2μF R040k?Ki??i?1?0.2??0.03s?1?=

0.03s?is所以电流环的传递函数为：WACR?s??如图所示电流调节器的结构图：

10

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计(2)在线全文阅读。