直流无环流可逆调速系统课程设计

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1、 1 目录目录 直流无环流可逆调速系统设计 . 2 1 直流无环流可逆调速系统原理说明 . 2 2 调节器的设计 . 3 2.1 ACR 及其反馈电路设计 . 3 2.1.1 确定电流调节器的时间常数. 3 2.1.2 设计电流调节器结构 . 3 2.1.3 校验近似条件 . 4 2.1.4 计算调节器电容和电阻值. 4 2.2 ASR 及其反馈电路设计 5 2.2.1 确定转速调节器的时间常数. 5 2.2.2 转速调节器的结构设计. 5 2.2.3 校验近似条件 . 6 2.2.4 计算调节器的电容和电阻值. 6 3 无环流逻辑控制器 DLC 设计. 7 3.1 无环流逻辑装置的组成 7

2、3.2 无环流逻辑装置的设计 7 4 主电路及保护电路设计 . 9 4.1 主电路原理及说明 9 4.2 主电路参数设计 10 4.3 保护电路设计 11 4.3.1 过电压保护 . 11 4.3.2 过电流保护 . 11 5 集成触发电路设计 . 12 6 课程设计总结 13 参考文献 . 14 附录 电气原理总图 . 15 2 直流无环流可逆调速系统设计直流无环流可逆调速系统设计 1 直流无环流可逆调速系统原理说明直流无环流可逆调速系统原理说明 有环流可逆调速系统虽然具有反向快、过渡平滑等优点，但环流的存在会加重晶闸管 和变压器的负担、消耗无用的功率，甚至会导致晶闸管损坏。因此，当工艺过程

3、对系统 正、反转的平滑过渡特性要求不很高时，常采用既没有直流平均环流又没有瞬时脉动环 流的无环流可逆调速系统。当可逆系统中一组晶闸管工作时，如用逻辑关系控制使另一 组处于完全封锁状态，就可彻底断开环流的通路，确保两组晶闸管不同时工作，这就是 逻辑控制的无环流可逆系统。考虑到系统需要能迅速地、准确地进入可逆工作以获得优 良的制动性能，被封锁那组整流装置的移相触发环节仍应有配合控制所对应的输入 控制信号，但其输出触发脉冲通过逻辑控制作用予以封锁，可以认为是移相触发环节处 于“待工作”状态，可根据需要随时送出必要的脉冲信号。逻辑控制的无环流可逆调速 系统的原理框图如图 1-1 所示。主电路采用两组晶

4、闸管反并联线路，控制系统采用典型的 转速、电流双闭环系统。无环流逻辑控制环节DLC 是逻辑控制无环流可逆调速系统中的关 键环节，它按照系统的工作状态指挥正、反组的自动切换。其输出信号 blf U用来控制正组 触发脉冲的封锁或开放， blr U用来控制反组触发脉冲的封锁或开放，在任何情况下，两个 信号必须是相反的。 图 1-1 逻辑控制的无环流可逆调速系统原理框图 3 2 调节器的设计调节器的设计 2.1 ACR 及其反馈电路设计及其反馈电路设计 2.1.1 确定电流调节器的时间常数确定电流调节器的时间常数 整流装置滞后时间常数 s T：三相桥式电路的平均失控时间 s T = 0.0017s。

5、电流滤波时间常数 oi T：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 （12） oi T = 3.33ms。因此取 oi T=2ms=0.002s。 电流环小时间常数之和 i T：按小时间常数近似处理，取sTTT oisi 0037.0 。 2.1.2 设计电流调节器结构设计电流调节器结构 采用含给定滤波和反馈滤波的模拟式 PI 型电流调节器， 其原理图如图 2-1 所示。 图中 i U为 电流给定电压， d I为电流负反馈电压，调节器的输出就是电力电子变换器的控制电压 c U。 图 2-1 含给定滤波和反馈滤波的 PI 型电流调速器 根据设计要求%5 i ，并保证稳态电

6、流无差，可按典型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，其传递函数为： 检查对电源电压的抗扰性能： 电流调节器超前时间常数：sTl i 03.0 s sK sW i ii ACR )1( )( 11.8 0037.0 03.0 s s T T i l 4 取电流反馈系数： 电流环开环增益：根据要求取5.0 iIT K，因此 于是，ACR 的比例系数为： 2.1.3 校校验近似条件验近似条件 电流环截止频率： 1 1.135 sK Ici （1）校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件： ，满足近似条件。 （2）校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件： ，满足近似条件。 （3）校验电流环小时间常数近似处理条件： ，满足近似条件。 2.1.4 计算调节器电容和电阻计算调节器电容和电阻值值 按所用运算放大器取kR40 0 ，各电阻和电容值计算如下： kkRKR ii 88.1640422.0 0 ，取k17 ，取F75.0 AV I U dbl im