三相半波可控整流电路毕业设计.docVIP

第1章 绪 论 1.1任务背景概述 自7年代以来，国内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系统的应用量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。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。近年来，交流调速系统发展很快，然而直流拖动系统无论在理论上和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础，所以直流调速系统在生产生活中有着举足轻重的作用直流电动机具有优良的调速特性,调速平滑、方便,调速范围广；过载能力大,能承受频繁的冲击负载,可实现频繁的无级快速起动、制动和反转；能满足生产过程自动化系统各种不同的特殊运行要求，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动系统领域中得到了广泛的应用。直流电机双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强优点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。采用转速负反馈和PI调节器的单闭环调速系统可以在保证系统稳定的条件下实现转速无静差。但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。在单闭环系统中，只有电流截至负反馈环节是专门用来控制电流的。但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流得冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。在实际工作中,我们希望在电机最大电流受限的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度起动，到达稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。这是在最大电流（转矩）首相的条件下调速系统所能得到的最快的起动过程。实际上，由于主电路电感的作用，电流不能突跳，为了实现在允许条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值得恒流过程，按照反馈控制规律，电流负反馈就能得到近似的恒流过程。问题是希望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后，又希望只要转速负反馈，不在电流负反馈发挥主作用，因此我们采用双闭环调速系统。这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用不同的阶段。 2.1.2工作原理介绍 SB2为启动按钮。按下SB2后，接触器KM线圈得电，KM触头闭合并形成自锁，以保证主电路的通电。SB1是停止按钮，按下SB1后，KM线圈断电，KM触头分离，主电路断电。启动时，加入给定电压，速度调节器和电流调节器即以饱和限幅值输出，使电动机以最大启动电流加速启动，直到电动机转速达到给定转速，并在出现超调后，速度调节器和电流调节器推出饱和，最后稳定在略低于给定转速值下运行。系统工作时，电流调节器，转速调节器均有限幅环节，速度调节器的输出作为电流调节器的给定，利用速度调节器的输出限幅可达到限制启动电流的目的。电流调节器的输出作为触发电路的控制电压，利用电流调节器的书出限幅可达到限制的目的。 触发电路的接法只需按照标号连接实物图即可。这里的G、K相当于触发电路中的X、Y。 可用作晶闸管过流保护的电器有快速熔断器、过流继电器、快速开关等。本设计采用的是快速熔断器保护，根据所选晶闸管的参数，快熔的额定电压可选1000V，额定电流可选1000A的即可。 晶闸管承受过电流时，因为本身有一定热容量，尚可坚持短暂时间，但在遭受过电压时，则会立即发生反向击穿或正向转折。抑制过电压的方法不外乎有三种：用非线性元件限制过电压的幅度；用电阻消除产生过电压的能量；用储能元件吸收产生过电压的能量。本设计用的方法是用RC抑制过电压。 2.2系统参数的计算 在变压器二次侧并联电阻电容，可以把变压器绕组中释放的电磁能量转换为电容器的电场能量储存起来。由于电容两端电压不能突变，所以能有效的抑制过电压。串联电阻能消耗部分过电压产生的能量，并抑制LC回路的振荡。 三相整流阻容保护电路参数计算为： 式（2-1） 式（2-1）中，S为变压器容量（V·A）；为变压器二次侧相电压有效值（V）；为变压器励磁电流百分数。 式 （2-2） 式（2-2）中，为变压器二次侧线电压，取额定值；