电力拖动课程设计说明书-双闭环直流电动机调速系统设计.doc

- 1 -学 号：0120911360214 课 程 设 计题 目双闭环直流电动机调速系统设计学 院自动化学院专 业自动化班 级自动化0902班姓 名指导教师 2013年1月16日课程设计任务书学生姓名： 何 润 专业班级： 自动化0902 指导教师： 吴 勇 工作单位： 自动化学院 题 目: 双闭环直流电动机调速系统设计初始条件：电机参数：Pn=3.3kw，Un=220V，In=15.6A，Nn=980r/min，Ce=0.135v/min/r 他励电压：220V要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、空载启动转速超调量10%，电流超调量5%2、完成总体系统设计3、完成单元电路和总电路设计时间安排：课程设计时间为两周，将其分为三个阶段。第一阶段：复习有关知识，阅读课程设计指导书，搞懂原理，并准备收集设计资料，此阶段约占总时间的20%。第二阶段：根据设计的技术指标要求选择方案，设计计算。约占总时间的40%。第三阶段：完成设计和文档整理，约占总时间的40%。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日I- 1 - 目录 1 绪论11.1 目的与意义11.2 任务与要求12 调速系统的设计思路13 主电路的设计33.1主电路原理及电路图33.2 双闭环调速系统的组成43.3 稳态结构框图和动态数学模型63.3.1 稳态结构框图63.3.2 动态数学模型74.电路参数的设计及电路原件的选择94.1整流变压器的计算94.2 电流调节器的设计104.3 转速调节器的设计124.3晶闸管元件的选择145 触发电路的设计145.1 主触发电路的设计145.2 同步变压器设计165.3 控制电路的直流电源166 保护电路设计176.1 过电压保护176.2 过电流保护196.3 缺相与无励磁或弱磁保护197 总结21参考文献22附表23附图24II- 28 - 武汉理工大学电力拖动的自动控制系统课程设计说明书 双闭环直流电动机调速系统设计1 绪论1.1 目的与意义 本课程为自动化专业和电气工程及其自动化专业的必修课。是在自动控制系统理论课程结束后的一次大型实践性教学环节。本课程以相应的课程理论知识和课程实践为基础，通过理论设计和实践操作、巩固和加深对理论知识的理解，增强设计自动控制系统和调试的能力。提高学生的工程素质。1.2 任务与要求 直流电动机负载，电动机额定参数为：Pn=3.3kw，Un=220V，In=15.6A，Nn=980r/min，Ce=0.135v/min/r 他励电压：220V要求完成的主要任务: 1、空载启动转速超调量10%，电流超调量5%2、完成总体系统设计3、完成单元电路和总电路设计2 调速系统的设计思路 直流双闭环调速系统中设置了两个调节器，即转速调节器（ASR）和电流调节器（ACR）分别引入转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈。两者之间实行嵌套连接，且都带有输出限幅电路。转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。由于转速系统的主被控量是转速，所以把转速负反馈组成的环作为外环，以保证电动机的转速准备跟随给定电压，把由电流负反馈组成的环作为内环，把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器UPE，这就形成了转速、电流双闭环调速系统。如下图2-1所示： 图2-1 直流双闭环调速系统 三相交流电路的交、直流侧及三相桥式整流电路中晶闸管中电路保护有电压、电流保护。一般保护有快速熔断器，压敏电阻，阻容式。根据不同的器件和保护的不同要求采用不同的方法。根据选用的方法，分别计算保护电路的各个器件的参数。 驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。采用性能良好的驱动电路，可使是电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。驱动电路的基本任务，就是就将信息电子电路穿来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。本设计使用的是晶闸管，即半控型器件。驱动电路对半控型只需要提供开通控制信号。对与晶闸管的驱动电路叫作触发电路。所以对晶闸管的触发电路也是重点设计。 直流调速系统中应用最普通的方案是转速、电流双闭环系统，采用串级控制的方式。转速负反馈环为外环，其作用是保证系统的稳速精度。电流负反馈环为内环，其作用是实现电动机的转距控制，同时又能实现限流以及改善系统的动态性能。转速、电流双闭环直流调速系统在突加给定下的跟随性能、动态限流性能和抗扰动性能等，都比单闭环调速系统好。本课题设计主要是设计双闭环的中两个调节器参数计算与检测。3 主电路的设计3.1主电路原理及电路图 晶闸管-电动机调速系统（简称V-M系统）通过调节触发装置GT 的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压，从而实现平滑调速。和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都很大提高，而且在技术性能上也现实出较大的优越性。 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，根据晶闸管的特性，可以通过调节控制角大小来调节电压。当整流负载容量较大或直流电压脉动较小时应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。三相整流电路中又分三相半波和全控桥整流电路，因为三相半波整流电路在其变压器的二次侧含有直流分量，故不采用，本设计采用了三相全控桥整流电路来供电，该电路是目前应用最广泛的整流电路，输出电压波动小，适合直流电动机的负载，并且该电路组成的调速装置调节范围广，能实现电动机连续、平滑地转速调节、电动机不可逆运行等技术要求。 为了实现电动机四象限，可采用两组晶闸管反并联连接，电动机正向运动时由正组变流器；反向运行时，则由反向变流器供电，两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能够控制电动机的启动，制动，升速和降速。在V-M系统中两组晶闸管一般不允许同时处于整流状态，否则将造成电源短路。 图3-1 主电路原理图 电动机在四个象限运行时两组变流器（正组桥和反组桥）的工作情况：第一象限：电动机正转，电动机作电动运行，正组桥工作在整流状态，。第二象限：电动机反转，电动机作发电运行，反组桥工作在逆变状态，。第三象限：电动机正转，电动机作电动运行，反组桥工作在整流状态，。第一象限：电动机反转，电动机作发电运行，正组桥工作在逆变状态，。 3.2 双闭环调速系统的组成 双闭环调速系统是由单闭环自动调速系统发展而来的。单闭环调速系统使用了一个比例积分调节器组成速度调节器可以得到转速的无静差调节。从扩大调速范围的角度来看, 单环系统已能基本上满足生产机械对调速的要求。但是, 任何调速系统总是需要启动与停车的, 从电机能承受的过载电流有一定限制来看, 要求启动电流的峰值不要超过允许数值。为达到这个目的, 采用电流截止负反馈的系统, 它能得到启动电流波形, 见图3-2中实线所示。波形的峰值正好达到直流电动机所允许的最大冲击电流 , 其启动时间为 。 图3-2 正负反馈电流启动波形 实际的调速系统, 除要求对转速进行调整外, 很多生产机械还提出了加快启动和制动过程的要求, 例如可逆轧钢, 龙门刨床都是经常处于正反转工作状态的,为了提高生产率, 要求尽量缩短过渡过程的时间。从图3-2启动电流变化的波形可以看到, 电流只在很短的时间内就达到了最大允许值, 而其他时间的电流均小于此值, 可见在启动过程中,电机的过载能力并没有充分利用。如果能使启动电流按虚线的形状变化, 充分利用电动机的过载能力, 使电机一直在较大的加速转矩下启动, 启动时间就会大大缩短, 只要就够了。上述设想提出一个理想的启动过程曲线, 其特点是在电机启动时, 启动电流很快加大到允许过载能力值 ,并且保持不变, 在这个条件下, 转速n 得到线性增长, 当开到需要的大小时, 电机的电流急剧下降到克服负载所需的电流值,对应这种要求可控硅整流器的电压在启动一开始时应为 , 随着转速n 的上升,也上升,达到稳定转速时,。这就要求在启动过程中把电动机的电流当作被调节量, 使之维持在电机允许的最大值 , 并保持不变。这就要求一个电流调节器来完成这个任务。带有速度调节器和电流调节器的双闭环调速系统便是在这种要求下产生的。如下图3-3所示 图3-3 转速、电流双闭环直流调速系统原理框图（注: ASR转速调节器 ACR电流调节器 TG直流测速发电机 TA电流互感器 UPE电力电子装置 Un*转速给定电压 Un转速反馈电压 U*电流给定电压 Ui 电流反馈电压）为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节器分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，如图3.7 所示。这就是说把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫内环；转速调节环在外边，叫做外环。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。 为了获得良好的静、动态性能，双闭环调速系统的两个调节器都采用PI 调节器。采用PI型的好处是其输出量的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。后面需要PI 调节器提供多么大的输出值，它就能提供多少，直到饱和为止。双闭环调速系统的静特性在负载电流小于最大电流时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到后，转速调节器饱和，电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。这就是采用了两个PI调节器分别形成内、外两个闭环的效果。3.3 稳态结构框图和动态数学模型3.3.1 稳态结构框图 为了分析双闭环调速系统的静特性，必须先绘出它的稳态结构框图，如下图3-4 所示。电流调节器和转速调节器均为具有限幅输出的PI调节器，当输出达到饱和值时，输出量的变化不再影响输出，除非产生反向的输入才能使调节器退出饱和。当输出未达到饱和时，稳态的输入偏差电压总是为零。正常运行时，电流运行在不饱和状态。 图3-4双闭环直流调速系统的稳态结构框图 （转速反馈系数; 电流反馈系数） 分析静特性的关键是掌握这样的PI 调节器的稳态特征，一般存在两种状况：饱和输出达到限幅值。即饱和调节器暂时隔断了输入和输出间的联系，相当于使该调节环开环。不饱和输出未达到限幅值。即PI的作用使输入偏差电压U 在稳态时总为零。实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有调速调节器饱和与不饱和两种状况： （1）转速调节器不饱和：稳态时，他们的输入偏差电压都是零，因此而得到下图3.5 静特性的CA 段。 （2）转速调节器饱和：输出达到限幅值，转速外环呈开环状态，转速的变化对系统不再产生影响。双闭环系统变成一个电流无静差的点电流闭环调节系统。稳态时，从而得到下图3.8 静特性的AB 段。 这样的静特性显然比带电流截止负反馈的单闭环系统静特性好。然而，实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，特别是为了避免零点漂移而采用“准PI 调节器”时，静特性的两段实际上都N 略有很小的静差，见图3-5的虚线。 图3-5双闭环直流调速系统的静特性 ASR 主导，表现为转速无静差 ACR 主导，表现为电流无静差（过电流保护）3.3.2 动态数学模型 如下图3-6表示双闭环直流调速系统的动态框图，图中( ) ASR W s 和( ) ACR W s 分别表示转速调节器和电流调节器的传递函数。在分析双闭环直流调速系统的动态性能时，着重分析电机的起动过程及抗扰动性能。在起动过程中转速调节器ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三种情况，抗扰动性能包括抗负载扰动和抗电网电压扰动的性能。在起动过程有三个特点：随着ASR 的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态。当ASR 饱和时，转速环开环，系统表现为恒值电流调节的单闭环系统；当ASR 不饱和时，转速环闭环，整个系统是一个无静差调速系统，而电流内环则表现为电流随动系统。这就是饱和非线性控制的特征。准时间最优控制即恒流升速阶段，电流保持恒定，一般选择为允许的最大值，以便充分发挥电机的过载能力，是起动过程尽可能的最快。转速超调： 由于采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必须使转速调节器退出饱和状态。按照PI 调节器的特性，只有使转速超调，ASR 的输入偏差电压为负值，才能使ASR 退出饱和。即采用PI 调节器的双闭环调速系统的转速动态响应必然有超调。 图3-6双闭环调速系统的动态结构框图 电流反馈滤波时间常数，转速反馈滤波时间常数 在实际动态系统中，常增加滤波环节，包括电流滤波、转速滤波和两个给定信号的滤波环节。由于电流检测信号中常含有交流分量，为了不使它影响到调节器的输入，需加低通滤波。这样的滤波环节传递函数可用一阶惯性环节来表示，其滤波时间常数按需要选定，以滤平电流检测信号为准然而，在抑制交流分量的同时，滤波环节也延迟了反馈信号的作用，为了平衡这个延迟作用，在给定信号通道上加入一个同等时间常数的惯性环节，称作给定滤波环节。其意义是，让给定信号和反馈信号经过相同的延时，使二者在时间上得到恰当的配合，从而带来设计上的方便。由测速发电机得到的转速反馈电压含有换向纹波，因此也需要滤波，滤波时间常数用表示。根据和电流环一样的道理，在转速给定通道上加入时间常数为的给定滤波环节.4.电路参数的设计及电路原件的选择4. 1整流变压器的计算 在一般情况下，晶闸管装置所要求的交流供电电压与电网电压往往不一致；此外，为了尽量减小电网与晶闸管装置的相互干扰，要求它们相互隔离，故通常要配用整流变压器，这里选项用的变压器的一次侧绕组采用联接，二次侧绕组采用Y 联接。 S 为整流变压器的总容量,为变压器一次侧的容量,为一次侧电压, 为一次侧电流,为变压器二次侧的容量，为二次侧电压，为二次侧的电流，、为相数，以下就是各量的推导和计算过程。 为了保证负载能正常工作，当主电路的接线形式和负载要求的额定电压确定之后，晶闸管交流侧的电压U2 只能在一个较小的范围内变化，为此必须精确计算整流变压器次级电压。 影响值的因素有：(1)值的大小首先要保证满足负载所需求的最大电流值的。(2)晶闸管并非是理想的可控开关元件，导通时有一定的管压降，用表示。(3)变压器漏抗的存在会产生换相压降。(4)平波电抗器有一定的直流电阻，当电流流经该电阻时就要产生一定的电压降。(5)电枢电阻的压降。综合以上因素得到的精确表达式为： （4-1）式中表示当控制角时，整流电压平均值与变压器次级相电压有效值之比； 表示控制角为时和时整流电压平均值之比；C 是与整流主电路形式有关的系数；为变压器的短路电压百分比，100KV以下的变压器取=5kv，为电网电压波动系数。通常取0.9 1.05 ,供电质量较差，电压波动较大的情况 应取较小值；表示主电路中电流经过几个串联晶闸管的管压降。为负载电流最大值； ，表示允许过载倍数。对于本设计：为了保证电动机负载能在额定转速下运转,计算所得应有一定的裕量,根据经验所知,公式中的控制角应取为宜。 根据分析和查表可知 ，代入4-1式得 （4-2）所以变压器的变比取： （4-3）整流变压器容量： （4-4）4.2 电流调节器的设计1. 确定时间常数（1）整流装置的滞后时间为，三相桥式电路的平均失控时间（2）电流滤波时间为。三相桥式电路的每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（12）=3.3ms，所以=2ms=0.002s。（3）电流环小时间常数为,按小时间常数近似处理，取=+=0.0037s。（4）电磁时间常数的确定。由前面已求出电枢回路总电感。 （4-5）则电磁常数 （4-6）2. 选择电流调节器的结构根据设计要求，并保证稳态电流无静差，则可按典I型系统设计电流调节器。电流环控制对象是双惯性的，因此可以用PI型调节器，其传递函数为 式中 为电流调节器的比例系数 为电流调节器的超前时间常数。 检查对电源电压的抗扰性能： （4-7）3. 计算电流调节器的参数电流调节器超前时间常数：。电流开环增益：要求时，取,所以 （4-8）于是，ACR的比例系数为： （4-9）式中 电流反馈系数晶闸管专制放大系数为。4. 检验近似条件 电流环截止频率：（1） 晶闸管整流装置传递函数近似条件 （4-10）满足近似条件。（2） 忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 （4-11）满足近似条件。电流调节器结构示意图如图4-1所示： 图4-1 电流调节器结构示意图4.3 转速调节器的设计（1） 电流环等效时间常数.有前面已知，则 （4-12）（2） 转速滤波时间常数,根据所用测速发电机纹波情况，取=0.01s。（3） 转速环最小时间常数,按最小时间常数处理，取 （4-13）2 . 选择转速调节器结构按照设计要求，选择PI调节器，其传递函数为 按跟随和抗扰性能较好的原则，先取h=5，则ASR的超千年时间常数为 （ 4-14）则转速开环增益 （4-15）可得ASR的比例系数为 （4-16） 转速反馈系数。 4 检验近似条件转速截止频率为 （4-17）（1） 电流环传递函数简化条件为 （4-18）满足简化条件。（2） 转速环小时间常数近似处理条件为 （4-19）转速调节器的结构示意图如下图4-2所示： 图4-2 含滤波环节的PI型转速调节器原理图 4.3晶闸管元件的选择晶闸管的额定电压通常取段态重复峰值和反向重复峰值电压较小的标值作为该晶闸管的额定电压，晶闸管的额定电压一般取通态平均电流的1.5-2倍。在桥式整流电路中，晶闸管承受的最大正反电压值均为,晶闸管额定电压一般选取最大的反向电压的2-3倍。带反电动势时，变压器二次侧电流有效值为输出电流平均值的一般。而对于桥式整流电路，晶闸管,则在本设计中晶闸管额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值，即:.在本设计中晶闸管额定电压5 触发电路的设计5.1 主触发电路的设计 根据设计要求，选用集成触发电路。触发集成芯片采用目前比较常用的KC系列。典型应用电路如图4-1所示。中图3-1中，由KC04及其周围的元件组成6路依次相差60的触发脉冲，并从其第8引脚引入三相电网电压，实现6路脉冲与电网电压的同步。KC42主要是用于电网电压波形的补偿，从而使同步脉冲更加准确，减小了电网电压波形对触发脉冲的影响。KC41是将由KC04产生的6路单脉冲信号转换成6路双脉冲信号，使触更加可靠。在触发器选用15V供电电源的时候，移相输入电压应小于15V，选则晶闸管装置的放大倍数:Ks=Ud/Uc=220/10=22图 5-1 由KC04、KC41、KC42组成的集成触发脉冲产生电路由产品目录中查得KP100晶闸管的触发电流为为10250mA,触发电压。在触发电路直流电源电压为15V时，脉冲变压器匝数比为21，可获得6V左右的电压，脉冲变压器一次电流只要大于75mA，即可满足晶闸管要求，这里选用3DG12B作为脉冲功率放大管，其极限参数，完全能满足要求。5.2 同步变压器设计如图4-1所示的六路双脉冲触发电路需要三个互差120，且与主电路三个相电压、同相的三个同步电压，因此需要设计一个三相同步变压器，但考虑到同步变压器功率很小，一般每相不超过1W，这样小的三相变压器很难买到，故可用三个单相变压器组来代替，并联成DY0，即可获得与主电路二次侧相电压同相的三个电压、。按电路要求，同步电压取30V，因一次侧直接与电网相接，每相绕组电压为380V，考虑制造方便，功率的裕量留大一些，最后确定单相变压器参数为：容量为3VA，电压为380V/30V，数量为3只，同步变压器的联结如图5-2所示。图5-2 同步变压器的原理图5.3 控制电路的直流电源这里选用集成稳压电路CM7815和CM7915，如图5-3所示。图5-3 15V直流稳压电源原理图 图5-3 15v直流电压源原理图6 保护电路设计 在实际的运行过程中，会受各种各样因素的引响，使电压或电流超出系统允许的范围，如电网电压波动导致的过电压，过载或堵转引起的过电流等等，这时很容易损坏系统，因而需要设置相应的保护电路。6.1 过电压保护以过电压保护的部位划分，可分为交流侧过电压保护、直流侧过电压保护和器件两端过电压保护三种。 （1）交流侧过电压保护Error! No bookmark name given. 阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护，如表6-1中的1R11R3和1C1-1C3。对于单相电路 电容C的耐压 （6-1） （6-2） 电阻功率： （6-3） 式中： 变压器容量（VA） 变压器二次相电压有效值 通过电阻的电流（A） 变压器励磁电流百分比，10100KVA的变压器 变压器的短路比，101000KVA的变压器，对应的=510； 阻容两端正常工作时交流电压峰值（V）。对于相电路，R和C的数值可按表3-1进行换算。 表6-1 变压器和阻容装置不同接法时电阻和电容的数值变压器接法单相三相、二次Y联结三相、二次D联结阻容装置接法与变压器二次侧并联Y联结D联结Y联结D联结电容CC1/3C3CC电阻RR3R1/3RR取=6, =8，由式（6-1）、（6-2）、（6-3）得C6S/U22=6662.9103/1202=157.3F耐压1.5Um =1.5120=254.6V由公式计算出电容量一般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来确定保护电压的容量，这里选CZ32-2型金属化纸介电容器，电容量160uF，耐压300V。IC=2fCUC10-6=25016012010-6=6.03 APR（34）IC2R=(34) 6.0322=（218.17290.89）W可选取2，300W的陶瓷绕线电阻。 压敏电阻的选择压敏电阻标称电压=1.3120=220.6V取电流量5KA，选MY31-220/5型压敏电阻。允许偏差+10（242V）。（2） 直流侧过电压保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成di/dt加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。(1.82)=(1.82.2) 230=414460V 选MY31-660/5型压敏电阻，允许偏差+10。闸管及整流二极管两端的过电压保护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。如图3-1中的1R41R9、1C41C9。阻容保护的数值一般根据经验选定，见表6-2 表6-2 阻容保护的数值一般根据经验选定晶闸管额定电流/A1020501002005001000电容/F0.10.150.20.250.512电阻/1008040201052 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的1.11.15倍。 由于 由上表得C=0.5F，R=10， 电容耐压1.5=1.5=1.5120=441V 选C为0.15F的CZJD-2型金属化纸介质电容器, 耐压为450V。 =500.15=0.324W 选R为80，1W的普通金属膜电阻器。6.2 过电流保护本系统采用电流截止反馈环节作限流保护外，还设有与元件串联的快速熔断器作过载与短路保护。快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。快速熔断器可以安装在直流侧、交流侧和直接与晶闸管串联。 如图3-1中的FU1-FU7。 （1）交流侧熔断器的选择在交流则设有熔断器FU1，对整流变压器及后面的电路进行短路与过载保护，整流变压器一次侧的电流有效值为=56.49A。故可选取RW06-80低压熔断器，熔体的额定电流选为80A （2）晶闸管串连的快速熔断器的选择接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管的有效值=120.7 A选取RLS-150快速熔断器，熔体额定电流150A。 （3）过电流继电器的选择因为负载电流为209A，所以可选用吸引线圈电流为30A的JL14-11ZS型手动复位直流过电流继电器，整定电流取1.25209=261.25A260A。6.3 缺相与无励磁或弱磁保护在发生缺相故障时，会使输出电压降低，电流和电压波动增大，使电机运行时振动加大，增大了对生产机械的冲激，有必要设置缺相保护电路。对于他励直流电动机，启动时必须先加励磁电源，然后才能加电枢电压，以及在弱磁时，会使系统不稳定，因而应设置无励磁或弱磁保护。（1）缺相保护 缺相保护采用带缺相保护功能的热继电器实现，如图3-1中的FR。热继电器FR既作缺相保护，也可作过载保护。当发生缺相故障或负载过载时，热继电器FR动作，其常闭触头断开，KM线圈失电，KM的主触头断开整流电路的电源，从而实现缺相和过载保护。整流变压器二次侧的电流有效值为=170A.，可选用JR60，热元件选用4U，整定电流为180A。（2）无励磁或弱磁保护 无励磁或弱磁保护采用欠电流继电器实现，如图3-1中的KA2。当发生无励磁或弱磁（励磁电流没达到最小允许值）时，KA2的常开触头断开，接触器KM失电，其主触头切断全控整流器的电源，从而实现无励磁或弱磁保护。励磁电流为1.6A，可选用JT18型欠电流继电器，额定电流取4.6A，吸合电流整定为1.2A。7 总结 本次课程设计是关于双闭环直流调速系统的设计，经过近半月的努力我对该电路有了较为深入的理解与认识，也进一步熟悉了双闭环直流调速系统的结构形式、工作原理及各个器件的作用和设计。 首先，是关于硬件电路的设计，包括主电路各器件的选择和计算。在设计硬件电路的过程中考虑到电力半导体元件虽有许多突出的优点，但承受过电流和过电压得性能都比一般电气设备脆弱的多，短时间的过电流和过电压都