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矿用电机车调速系统 说明书 学 院： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 日 期： 摘要 本设计介绍了可控硅可逆调速系统的调速方式、可逆运行方式和环流控制方式的选择，以及双闭环（电流环和转速环）调速系统的原理，从而引出逻辑无环流可逆调速系统。 对于逻辑无环流可逆系统，介绍了其原理、环节组成模块，然后针对各个环节进行相应介绍和设计电路。 关键字：可控硅、可逆、逻辑无环流 目录 第一章 矿用电机车调速系统的方案确定 1.1 调速系统的指标 1.2 供电方案和电动机的选择 1.3 调速方式和可逆运行方案 1.4 主电路和环流控制方式 第二章 可控硅直流调速系统主回路的参数计算和元件选择 2.1 整流变压器额定参数计算与选择 2.2 可控硅元件的计算与选择 2.3 电抗器的参数计算 2.4 保护环节的设计与计算 2.4.1 过电压保护 2.4.2 过电流保护 2.4.3 可控硅关断过电压 第三章 可控硅直流调速系统的控制回路 3.1 逻辑无环流可逆系统 3.2 调速系统的控制单元 3.2.1 速度检测环节 3.2.2 电流检测环节 3.3 触发电路的设计 3.3.1 TC787的内部结构 3.3.2 同步变压器 3.3.3 TC787触发电路 3.3.4 元部件的选择 3.4 调节器的设计 3.5 静止检测器LSF 3.6 速度给定信号电路设计 3.6.1 给定电压电路 3.6.2 给定积分器线路 3.7 无环流逻辑单元（WLZ） 3.7.1 转矩极性鉴别器（DPT） 3.7.2 零电流检测器（DPZ） 3.7.2 逻辑控制器（DLC） 3.8 反号器（AR） 总结 参考文献 第一章 矿用电机车调速系统的方案确定 1.1 调速系统的指标 1、静态指标要求 静态技术指标是指系统的调速范围D和静差率S。 2、动态指标要求 动态技术指标是指系统在稳定的前提下系统对阶跃给定信号的跟随性能指标和系统在扰动信号作用下的抗扰性能指标。 系统对阶跃信号的跟随性能系指系统响应时间和超调量作为响应特性的技术指标。 扰动最为常见的是负载扰动和电网电压扰动，其中常以负载扰动为主。系统对负载扰动的抗扰能力系指系统在稳定运行情况下突加阶跃负载扰动，系统的最大转速降落和动态恢复时间的大小。 本调速系统处于频繁起动、制动、加减速等状态，还要适应负载上下坡和颠簸路况等情况；要求电动机起动转矩大，过载能力强，长时间处于低速重载运行状态。所以系统对快速性要求不高。 1.2 供电方案和电动机的选择 本次课设要求的是可控硅直流调速系统的设计，所以采用可控硅装置供电方案。 电动机的选择：长期运行，密封式防潮、防腐蚀，绝缘材料（影响过载能力）等。 1.3 调速方式和可逆运行方案 1、可控硅直流调速系统有两种实用的调速方式： （1）保持电动机磁场为额定，调节电枢电压实现电动机转速平滑调节，即恒转矩调速。可以得到基速以下的转速无级调节。 （2）保持电动机端电压为额定，减弱电动机磁场，实现电动机转速调节，即恒功率调速。可以得到基速以上的转速无级调节。 本系统采用调节电枢电压的调速方式，在基速以下区域内调速。 2、可控硅直流调速系统有两种可逆方案： （1）电枢可逆：用两套可控硅装置向电枢回路供电，改变电枢电流方向。 （2）磁场可逆：用两套可控硅装置改变电动机的励磁电流方向。 考虑控制系统的简单性，本次课设采用电枢可逆调速系统。 1.4 主电路和环流控制方式 1、两套可控整流装置的联接方式： （1）反并联接线：两套可控整流装置公用一组交流电源，即整流变压器只有一套副绕组。 （2）交叉接线：两套可控整流装置必须有两套独立的交流电源分别供电，整流变压器要求由两套独立的副绕组。 本系统采用三相全桥式反并联接线。 2、环流控制方式： 可逆调速系统中存在不流经负载，只经过两组可控硅整流装置的电流，称为环流。环流又分为：静态环流和动态环流。环流对可逆调速系统既有害，又有用。 有环流系统相对于无环流系统，其优点：正、反切换过程中控制连续、无死区、快速性好，且切换过程中的过渡特性平滑性好；其缺点：比无环流系统投资要大些。所以只有当快速性指标要求较高，对系统切换过程中的过渡特性要求平滑性严格的场合下，可以考虑 采用有环流可逆系统。 本系统对快速性要求不高，所以采用逻辑无环流系统。 第二章 可控硅直流调速系统主回路的参数计算和元件选择 2.1