自动控制系统C组课程设计

1、3.主电路和保护环节的设计主电路和保护环节的设计3.1主电路电气原理图及其说明主电路电气原理图及其说明 主电路采用转速、电流双闭环调速系统，使电流环(ACR)作为控制系统的内环，转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。从而改变电机的转速。通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差的运行。图4 系统电气原理框图3.2变压器参数的计变压器参数的计算算变压器副边电压采用如下公式进行计算：因此变压器的变比近似为：VUCIIUAnVUVUNshTd110) 105. 05 .

2、 09848. 0 ( 9 . 034. 2122205 . 0105. 0109 . 034. 221,220222minmax则取已知NshTdIICUARInUUU2mindmaxcos211022021UUK一次侧和二次侧电流I1和I2的计算I1=7330.816/2=299.064AI2=0.816733=598.128A变压器容量的计算S1=m1U1I1=3220299.064=197.38kVAS2=m2U2I2=3110598.128=197.38kVAS=0.5(S1+S2)=197.38kVA因此所选整流变压器的参数为：变比K=2，容量S=200kVA 3.3晶闸管元件参数

3、的计算晶闸管元件参数的计算晶闸管的额定电压通常选取断态重复峰值电压UDRM和反向重复峰值电压URRM中较小的标值作为该器件的额定电压。晶闸管的额定电流一般选取其通态平均电流的1.5-2倍。在三相桥式全波整流电路中晶闸管两端承受的最大电压为 ，晶闸管的额定电压一般选取其最大承受电压的2-3倍。=269.4V=(2-3) =538.9V808.3VId= IN=1.2*733=879.6A 查表得 Kfb=0.368ITN=(1.5-_2)KfbId=485.8A647.4A取UTN=750V ITN=600A选择KP600-8晶闸管6只。 3.4保护电路的设计保护电路的设计3.4.1过电压保护：

4、过电压保护：交流侧过电压的保护 图一采用RC过电压抑制电路如图一所示，在变压器次级并联RC电路，以吸收变压器铁心的磁场释放的能量，并把它转换为电容器的电场能而存储起来，串联电阻是为了在能量转换过程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能产生的震荡。本设计采用三相全控桥整流电路，变压器的绕组为Y联结，阻容保护装置采用三角形接法，故可按下式计算阻容保护元件的参数电容C的耐压 电阻R的功率为式中 ST变压器每相平均计算容量（VA）U2变压器次级相电压有效值（V）励磁电流百分比，当ST几百伏安时 =10，当ST1000伏安时 =35UK%变压器的短路电压百分比IC,UC当R正常工作时电流电压的有效值（

5、A，V）对于本设计，UK%=5， =5，ST=200/3=66.67KVA电容器的计算上式中，U2取110V求得C=55.1 上式U2取110V得UC=404.17V选择C=55F，耐压450V的金属化纸介电容(2)电阻值的计算取R=1.25 RC支路电流IC近似为=0.508A 电阻R的功率为 = 晶闸管换相过电压保护 如右图，在晶闸管元件两端并联RC电路，起到晶闸管换相过电压的保护。串联电阻R的作用一是阻尼LTC回路的震荡，二是限制晶闸管开通瞬间的损耗且可减小电流上升率di/dt。R、C值可按经验数据选取，对于本设计晶闸管额定电流为600A，查表可得C可取1.3 ,R可取4 。图三过电流保

6、护 在电路中串接的器件是快速熔断器，这是一种最简单有效而应用最普遍的过电流保护元件，其断流时间一般小于10ms，按图四接法熔断器与每一个晶闸管元件相串联，可靠的保护每一个晶闸管元件。 选配与原件串联的快速熔断丝，其熔体的额定电流IN一般按下式选择1.57ITN其中ITN为晶闸管的额定电流本次设计中可选择800A的熔断丝。 取 =800A。因而可选取RS3型220V/800A的快速熔断器。3.5平波电抗器参数的计算：平波电抗器参数的计算： Ud=2.34U2cos Ud=UN=220V, 取 =0U2= Idmin=(5%-10%)IN,这里取10% 临界电感Lcr=0.693 =0.889mH限制输出电流脉动电感Lm=9.55mh折算到变压器二次侧的每相漏电感量Ll=KlUk = 0.0293mh电动机电枢电