基于串极调速的双闭环控制系统毕业论文

毕毕业业论论文文 题目基于串极调速的双闭环控制系统 摘要摘要 许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态、 动态性能。而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能， 在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调 速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用非常广泛的电力传动系统。 直流双闭环调速系统的性能很好，具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制 等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。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), 分别调节转速和电流。 本设计对直流双闭环调速系统的设计进行了分析，对直流双闭环调速系统的原理进行 了一些说明介绍了电流调节器和转速调节器的设计以及一些参数的选择和计算，使其满足 工程设计参数指标。 从直流电动机的工作原理入手， 建立双闭环直流调速系统的数学模型， 并详细分析系统的工作原理及其静态性能。 本设计所论述的是“转速、电流双闭环直流调速系统转述单闭环直流调速系统的主电 路设计与研究”。主电路设计是依据晶闸管-电动机（VM）系统组成，其系统由整流变 压器 TR、晶闸管整流调速装置、平波电抗器 L 和电动机-发电机组等组成。整流变压器 TR 和晶闸管整流调速装置的功能是将输入的交流电整流后变成直流电；平波电抗器 L 的功能 是使输出的直流电流更平滑；电动机-发电机组提供三相交流电源。 关键词：主电路整流变压器晶闸管整流调速装置平波电抗器 2 ABSTRACT Many production machinery requirements in a certain range of speed regulation for the smooth, and are required to have good steady, dynamic performance. And dc speed control system wide speed range, static, good stabilityand small rate differentialwith good dynamic performance,high performance in the drag technology areas, a quite long period of almost all adopts dc electric drive system. Double closed loop dc speed control system of dc motor control system is the most mature development, are widely used in power transmission system. Dc double closed loop speed regulation system performance is good, has wide speed range, high accuracy, good dynamic performance and easy to control etc, and so in electrical transmission system in a wide range of applications. Dc double closed loop speed regulation system set up two regulator, namely the speed regulator (ASR) and current regulator (ACR), speed, regulate and current. In this paper, the dc double closed loop speed regulation system design based on the analysisof the dc double closed loop speed reg ulation system of theprinciple that the currentregulator introduced some speed regulator and the design and some parameter selection and calculation, make its meet the engineeringdesign parameterindex. From the principles of dc machines work, set up double closed loop dc speed control system, and the mathematical model of a detailed analysis of the system, the principle and the static performance. This paper expoundsis the speed, current double closed loop dc speed control system single closed loop dc speed control system retold the circuit design and research. Main circuit design is based on thyristor-motor (V-M) system composition, the system by the rectifier transformer TR, thyristor rectifier control device, flat wave reactor L and motor-generatoretc. RectifiertransformerTR and grain brake canal rectifiercontroldevice is the functionof the input ac after rectifying into d; Flat wave reactor is the function of L output of the dc current smooth; Motor-generator for three-phase ac power. 目录 摘要.2 ABSTRACT.3 1 前言.5 1.1 课题背景.5 1.2 课题现状.5 1.3 课题研究内容.5 2 串极调速系统.6 2.1 主电路方案的确定.6 2.2 系统静态及动态要求.6 2.3 串极调速原理及基本类型.7 2.4 电动机供电方案的确定.9 3 电动机容量校核.11 3.1 最大转差率.11 3.2 转子整流器的最大输出电压.11 3.3 最大直流整流电流.12 3.4 最大直流整流电阻.12 3.5 定子电阻.12 3.6 电动机额定转矩.13 4 硬件元件的选择.14 4.1 整流二极管的选择.14 4.1.1 整流二极管电压的选择.14 4.1.2 整流二极管电流的选择.14 4.2 逆变变压器的参数计算.15 4.2.1 概述.15 4.2.2 逆变压器二次侧参数的初步计算.15 4.2.3 逆变变压器计算.17 4.3 硅整流元件及晶闸管的选择.18 4.3.1 参数计算.18 4.3.2 调速系统的保护.19 4.4 平波电抗器电感量的计算.21 4.4.1 转子直流回路平波电抗器的作用.21 4.4.2 电感的计算.21 5 双闭环控制系统的参数计算.23 5.1 双闭环系统静态参数计算.23 5.2 双闭环系统的动态参数计算.24 5.2 启动方式的确定.26 6 系统总体结构设计.27 6.1 供电系统的设计结构.27 6.2 调节器的设计结构.29 6.3 系统总设计图.30 7 结束语.31 参考文献.32 4 1 1 前言前言 1.1 课题背景 现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种 控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动 系统的简称。在 这一系统中可对生产机械进行自动控制。双 闭环控制的理念已 经得到了越来越广泛的认同与应用。相对于单闭环系统中不能随心所欲地控制 电流和转矩的动态过程的弱点。 双闭环控制则很好的弥补了他的这一缺陷。 双 闭环控制可实现转速和电流两种负反馈的分别作用，从 而获得良好的静，动 态 性能。其良好的动态性能主要体现在其抗负载扰动以及抗电网电压扰动之上。 正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有必要对其最优化设计进行深入的探 讨和研究。 1.2 课题现状 随着近代电力电了技术和计算机技术的发展以及现代控制理论的应用，自 动化电力拖动正向着计算机控制的生产过程自动化的方向迈进。以达到高速、 优质、高 效率地生产。在 大多数综合自动化系统中，自 动化的电力拖动系统仍 然是不可缺少的组成部分。另 外，低 成本自动化技术与设备的开发，越 来越引 起国内外的注意。特 别对于小型企业，应 用适用技术的设备，不 仅有益于获得 经济效益，而 且能提高生产率、可 靠性与柔性，还 有易于应用的优点。自 动化 的电力拖动系统更是低成本自动化系统的重要组成部分。通常把电力电子技术 分为电力电子器件制造技术和变流技术两个分支。变流技术也称为电力电子器 件的应用技术，它包括用电力电子器件构成各种电力变换电路和对这些电路进 行控制的技术，以及由这些电路构成电力电子装置和电力电子系统的技术。 控制理论广泛用于电力电子技术中，它使用电力电子装置和系统的性能不 断满足人们日益增长的各种需求。电力电子技术可以看成是弱电控制强电的技 术，是 弱电与强电这两者的结合。自 动控制理论则是实现这种结合的一条强有 力的纽带。另 外，控 制理论和自动化技术密不可分，而 电力电子装置则是自动 化技术的基础元件和重要支撑技术。 1.31.3 课题研究内容课题研究内容 本设计报告首先根据设计要求确定调速方案和主电路的结构型式，主电路 和闭环系统确定下来后，重 在对电路各元件参数的计算和器件的选型，包 括整 流变压器、整流元件、平波电抗器、保护电路以及电流和转速调节器的参数计 算，从而达到设计要求。 2 2 串极调速系统串极调速系统 2.12.1 主电路方案的确定主电路方案的确定 全面比较单闭环和双闭环调速系统，把 握系统要求实现的功能，选 择最适 合设计要求的虚拟控制电路。根据系统实际，选择转速，电流双闭环调速系统。 对于交流异步电动机转差功率消耗型调速系统，当转速较低时转差功率消 耗较大，从 而限制了调速范围。如 果要设法回收转差功率，就 需要在异步电动 机的转子侧施加控制，此 时可以采用绕线转子异步电动机。常 见的绕线转子异 步电动机用转子回路串电阻调速， 这种调速方法简单、操 作方便且价格便宜，但 在电阻上将消耗大量的能量，效 率低，经 济性差，同 时由于转子回路附加电阻的容量大，可 调的级数有限，不 能实现平滑调速。为 了克服上述缺点，必 须寻求一种效率较高、性 能较好的绕 线转子异步电动机转差功率同馈型调速方法，串极调速系统就是一个很好的解 决方案。 串极调速是通过绕线式异步电动机的转子回路引入附加电势而产生的。它 属于变转差率来实现串极调速的。与 转子串电阻的方式不同，串 极调速可以将 异步电动机的功率加以应用 （回馈电网或是转化为机械能送回到电动机轴上）， 因此效率高。它 能实现无级平滑调速，低 速时机械特性也比较硬。特 别是晶闸 管低同步串极调速系统，技术难度小，性能比较完善，因而获得了广泛的应用。 2.22.2 系统静态及动态要求系统静态及动态要求 若采用转速负反馈和 PI 调节器的单闭环调速系统虽然可以在保证系统稳 定的条件下实现转速无静差，不 过当对系统的动态性能要求较高，例 如要求快 速起制动，突 加负载动态速降小等等，单 闭环系统难以满足要求，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，在单闭环调速系统 中，只 有电流截止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，靠 强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并 不能很理想地控制电流的 动态波形，当 电流从最大值降低下来以后，电 机转矩也随之减少，因 而加速过 程必然拖长。 若采用双闭环调速系统，则 可以近似在电机最大电流（ 转矩）受 限的条件 下，充 分利用电机的允许过载能力，使 电力拖动系统尽可能用最大的加速度起 动，到达稳态转速后，又可以让电流迅速降低下来，使转矩马上与负载相平衡， 从而转入稳态运行，此时起动电流近似呈方形波，而转速近似是线性增长的， 这是在最大电流（ 转矩）受 到限制的条件下调速系统所能得到的最快的起动过 程。采 用转速电流双闭环调速系统，在 系统中设置了两个调节器，分 别调节转 速和电流，二 者之间实行串极联接，这 样就可以实现在起动过程中只有电流负 反馈，而它和转速负反馈不同时加到一个调节器的输入端，到达稳态转速后， 只靠转速负反馈， 不靠电流负反馈发挥主要的作用， 这样就能够获得良好的静、 6 动态性能。 与带电流截止负反馈的单闭环系统相比，双闭环调速系统的静特性在负载 电流小于 I dm时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主调作用，系统表现 为电流无静差。得 到过电流的自动保护。显 然静特性优于单闭环系统。在 动态 性能方面，双 闭环系统在起动和升速过程中表现出很快的动态跟随性，在 动态 抗扰性能上，表现在具有较强的抗负载扰动，抗电网电压扰动。 2.32.3 串极调速原理及基本类型串极调速原理及基本类型 假定异步电动机的外加电源电压 U L 及负载转矩 K L 都不变则电动机在调速前后 转子电流近似保持不变。若在转子回路中引入一个频率与转子电势相同，而相位相同或相 反的附电势 E add 则转子电流为 I sE r 0 E add R sX r 0 2 r 2 常数（式 2 1） 式中： R r ：转子回路电阻； sX r0 ：转子旋转时转子绕组每相漏抗； E r0：转子开路相电势 ； 电动机在正常运行时，转差率 s 很小，故R r sX r0 。忽略sX r0 有, sE r 0 E add 常数 式 2 2 上式中， K r0 为取决于电动机的一个常数，所以，改变附加电势可以改变转差率 S，从而 实现调速。 设当 E add = 0 时电动机运行于额定转速，即 n n N ,s s N ,由（式 2-2）可见， 当附加电动势与转子相电势相位相反时 E add （前取负号），改变 E add 的大小，可在额 定转速以下调速，这种调度方式称为低同步串极调速，且附加电势与转子相电势相位相 同时（ E add 前取正号），改变Eadd的大小，可在额定转速以上调速，这种调度方式称为 超同步串极调速（即 s 0）。 串极调速四种基本状态方式下能量传递方式如图 2-1 所示， 图中不计电动机内 部各种损耗，即认定定子输入功率 P 即为转子输出功率。 图 2-1 串极调速系统的基本状态方式 晶闸管低同步串极调速系统是在绕线转子异步电动机转子侧用大功率的晶 闸管或二极管，将 转子的转差频率交流电变为直流电，再 用晶闸管逆变器将转 子电流返回电源以改变电机转速的一种调速方式。电气串极调速系统原理图， 见图 2-2 图 2-2 电气串极调速系统原理图 8 2.42.4 电动机供电方案的确定电动机供电方案的确定 变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压所需的可控 制电源通常有 3 种：旋 转电流机组，静 止可控整流器，直 流斩波器和脉宽调制 变换器。旋转变流机组简称 G-M 系统，用交流电动机和直流发电机组成机组， 以获得可调的直流电压。适 用于调速要求不高，要 求可逆运行的系统，但 其设 备多、体积大、费用高、效率低、维护不便。用静止的可控整流器，例如，晶 闸管可控整流器，以 获得可调直流静止可控整流器又称 V-M 系电压。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 Ud，从而实现平滑 调速，且 控制作用快速性能好，提 高系统动态性能。直 流斩波器和脉宽调制交 换器采用 PWM ，用恒定直流或不可控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调 制变换器产生可变的平均电压。受器件各量限制，适用于中、小功率的系统。 根据本此设计的技术要求和特点选 V-M 系统。 在 V-M 系统中， 调节器给定电压， 即可移动触发装置 GT 输出脉冲的相位， 从而方便的改变整流器的输出，瞬时电压 Ud。由于要求直流电压脉动较小， 故采用三相整流电路。考 虑使电路简单、经 济且满足性能要求，选 择晶闸管三 相全控桥交流器供电方案。因三相桥式全控整流电压的脉动频率比三相半波 高，因 而所需的平波电抗器的电感量可相应减少约一半，这 是三相桥式整流电 路的一大优点。并 且晶闸管可控整流装置无噪声、无 磨损、响 应快、 体积小、 重量轻、投资省。而且工作可靠，能耗小，效率高。同时，由于电机的容量较 大，又要求电流的脉动小。综上选晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。 在一般情况下，晶闸管变流装置所需的交流电供电压与电网往往不一致。 另外为了减小电网与晶闸管装置的相互干扰，要 求能够隔离，所 以通常要配用 整流变压器。为了抑制谐波干扰，一般采用 接法的整流变压器。 考虑到异步电动机输出的最大转矩的降低，功率因数的降低和转子损耗增 大等因素，不论对于新设计的或是改造的都应对异步电动机的容量进行重新选 择的计算，串极调速异步电动 机的容量 P 计算如下： P K i P D 式中， K i 串极调速系数，一般取 1.2 左右。对于在长期低速运行的串极调 速系统，该取大一点； P D 按照常规运算方式计算的电动机容量。 从产品手册中选择的电动机容量 P P D 本设计采用内反馈串极调速电机及其控制装置技术手册提供的有关数据 设计而成。 该电机定额为连续定额 S1，基本防护等级为 IP23 ，基本冷却方法为 ICO1 ， 基本结构和安装方式为 IBM3 。 控制电机型号 额定功率 定子电压/电流 转子电压/电流 JRNT1512-4 45kW 380V/85.9A 340V/81A 最高/最低转速 效率 功率因数 控制装置型号 1480/690r/min 95% 0.87 JC4-800A/800V 表 2-1 绕线式异步电动机 由于调速范围小，且 对动、静 态性能有一定性能要求，选 用晶闸管串极调 速双闭环调速系统比较合适。整流器采用三相桥式全控整流电路。 10 3 3 电动机容量校核电动机容量校核 3.13.1 最大转差率最大转差率 n 1 n min 1 1 (式 3-1) n 1 D S max 式中：n 1 ：电动机的同步转速，近似等于电动机的额定转速； n mi ：串极调速系统的最低工作转速； n D：调速范围 D n max n min 转差率S =（1500-1480）/1500 = 0.0133； 最大转差率Smax = (1480 690) / 1480 = 0.5337； 调速范围D =n 1 /n min =1480/690=2.1449 ； 3.23.2 转子整流器的最大输出电压转子整流器的最大输出电压 型号 三相带中线 三相桥 双三相桥串联 双三相桥并联 K IT 0.367 0.367 0.367 0.184 K UT K UV 0.67 1.35 2.7 1.35 K IV 0.577 0.815 0.816 0.418 K IL 0.472 0.816 1.578 0.789 K ST 1.35 1.05 1.03 1.03 K L 1 2 4 1 K 0.866 0.5 0.36 0.52 0.26 0.32 2 2 2 2 表 3-1 变流器主电量计算系数 U d max 1 3K U V E r0 1 （式 3-2） D 式中： E r0 ：转子开路相电势 ； K UV ：整流电压计算系数，见表 3-1； 则 U d max 1.35340 1 1 2.15 91.8V 3.33.3 最大直流整流电流最大直流整流电流 I d max 式中： I 2N1.1 M 1.1 M I dN （式 3-3） K IV 2； M ：电动机的电流过载倍数，近似等于转矩过载倍数 I2N：转子线电流额定值； KIV：整流电压计算系数，见表 3-1； IdN：转子整流器输出直流电流额定值 ；IdN= I2N/ KIV； 1.1：考虑到转子电流畸变等因素的影响而引如的系数； 则 I d max 1.1281 219.188A 0.813 3.43.4 最大直流整流电阻最大直流整流电阻 R s ES 3I 2 nn 2 n 340 0 .0133 0 .0322 3 81 3.53.5 定子电阻定子电阻 r 1 定转子绕组的变比 0.95U 1n S n 3 I 1n 0.95380 0.0133 0.0323 3 85.9 k 折算到转子侧的定子电阻 M = 0.95U 1n E 2n 0.95380 1.06 340 12 r 3.63.6 电动机额定转矩电动机额定转矩 0.0323 r 1 0.0287 =1 22k1.06 m M n 9655 P n n n 9655 45 N M 291 N M 1480 4 4 硬件元件的选择硬件元件的选择 4.14.1 整流二极管的选择整流二极管的选择 4.1.14.1.1 整流二极管电压的选择整流二极管电压的选择 设每个桥臂上串联的整流二极管数目为 N=3，则每个二极管的反向重复峰值U KRM 为 2 3 U KRM 1 3K UT E 2n 1 D （式 4-1） K AV N 式中：K UT ： 电压计算系数，见上表 3-1； E 2n ：转子开路相电势 ； K AV ：均压系数，一般取 0.9。对于元件不要串联时取 1 ； 由上式可见，整流二极管所承受的最高电压与最低电压与系统的调速范围 D 有关，调速范围越高，元件承受的电压越高。 则： U KRM 1.51.35340 1 1 0.93 2.15 136V 4.1.24.1.2 整流二极管电流的选择整流二极管电流的选择 在大容量串极调速系统中，需要将几个整流二极管并联使用。设并联支路数为 Np = 3 则每个整流二极管的电流计算如下： I F 1.5 2K IT I d max K AC N P （式 4-2） 式中： K ：电流计算系数，见表 3-1； I ：转子整流器最大直流整流电流； K ：均流系数。其值可取 0.80.9，对于元件不并联的情况下取 1 ； I F 0.184 219 .188 14 .937 A 0.9 3 14 4.24.2 逆变变压器的参数计算逆变变压器的参数计算 4.2.14.2.1 概述概述 对于不同的异步电动机转子额定电压和不同的调速范围、要求有不同的逆 变变压器二次侧电压与其匹配；同时也希逐转子电路与交流电网之间实行电隔 离，因此一般串极调速系统中均需配置逆变变压器。 4.2.24.2.2 逆变压器二次侧参数的初步计算逆变压器二次侧参数的初步计算 （1）逆变压器二次侧电压 根据最低转速时转子最大整流电压与逆变器最大电压相等的原则确定： U T 2 U d max K UV cos min （式 4-3） 式中：U ：逆变变压器二次侧线电压 ； U ：转子整流器最大输出直流电压； K ：整流电压计算系数，见表 3-1； ：最小逆变角，一般取 30； 即， U T 2 91 .8 90V 0.67 0.866 （2）逆变变压器折算至直流侧电抗， 取 u k % 5% X T u k % U 2T 3I 2n 0.05 90 381 0.03 则，折算到直流侧等效电阻 340 0.01 0.024 r T 0.01 3 I 2 n 3 81 E 2 n （3）平波电抗器直流电阻 r d 0.01 E 3I 2n 2n 0.01 340 381 0.024 （4）在串极调速状态运行时的额定转速 当 S=1 时，电动机定子折算到直流侧的等效电阻为 1.73 r 1，故电动机额定转矩 M kn 考虑到换相重叠角 1m 1.73 U d 0 r 12 1 X M I dn I dn 9 .5653 1 .731 .73X E 2 n r 1 I dn I dn n 1 的影响，并经线性化处理，上式中 I dn为 I dn 则 3 I 2 n 1.73 3 81 A 106 .7 A 1.73 M kn 9.565 3 1.35340 1.730.0287 0.441 106.7 106.7N m 278.1N m 1500 转矩降低系数为 K 直流回路总等效电阻为 M M M kn n 278 .1 0.96 291 （5）串极调速状态运行时最高转速的确定 式中，电动机折算到直流侧的等效电阻，可按功率相等的原则进行折算，即 R 2r M r T r d mm X 22 X T 3 I 得 2 2 n 3 r r I 2 r 1.73 I 2 r 2 1 2 dnM2 nM 2 R 1.730.0287 0.0322 0.019 0.024 3 0.093 0.658 （6）最大电流时的电动势系数为： C e U 3 1.73r 1 d0 /I dm X M n 1 31 1.353401.730.02870.441 219.188 0.306V (r /min)1 1500 16 （7）最大转速： n max U d0 I dm R 1.35340219.1880.658 r/min 1027r/min C e 0.306 1 n max 342 r / min 3 则 n min （8）转速降低系数 K n （9）电动机校验 n n max n 1027 0.69 1480 p K 或 L n 26 kW 37.68kW 45kW 0.69 P K np 450.69kW 31.05kW 26kW 即，所选电动机符合要求。 所以， I 1 d I dm 时，换相重叠角为 2 219.188 0.441 cos1 1 53.28 60 2 340 2I dm X M cos 1 2E 2n 系统工作在第一工作区。 4.2.34.2.3 逆变变压器计算逆变变压器计算 n 1 n min 1500 342 0.77 1500 S max 逆变变压器二次侧线电压 n 1 U 2Tn SE max2n cos min 2n 0.77340 V 303V cos30 又因为I 2T I 81A 逆变变压器计算容量为 S T 3U 2Tn I 2T 3 303 81103kW 42.5A 逆变变压器一次侧电流 S I 3U U r 0.01 3I 1T T 42500 3 380 0.01 A 64 .57 A 303 3 81 0.02 1n 2Tn 2T Tn X T 0.05 303 3 81 0.108 因此R 修正为R 0.664 n max U d 0 I dm R C e 1.35340 219.188 0.664 1024r / min 0.306 符合前面所取的n max 值 4.34.3 硅整流元件及晶闸管的选择硅整流元件及晶闸管的选择 4.3.14.3.1 参数计算参数计算 I T ( AV ) (1.5 2) K I I dm 式中 K I 0.368（三相桥式电路、电感性负载） I 因为 T(AV) (1.5 2)0.368219.188A121161A 取 I T ( Av) 150A 2U 2Tn 2 303V 428VU m U 取 U T T (2 3)U m 856 1284 V 1200V 选择硅整流元件 ZP150-12六只，晶闸管 KP150-12六只。 18 4.3.24.3.2 调速系统的保护调速系统的保护 晶闸管有换相方便，无 噪音的优点。设 计晶闸管电路除了正确的选择晶闸 管的额定电压、额 定电流等参数外，还 必须采取必要的过电压、过 电流保护措 施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。 1、电压保护 不能从根本上消除过电压的根源，只能设法将过电压的幅值抑制到安全限 度之内，这 是过电压保护的基思想。抑 制过电压的方法不外乎三种：用 非先行 元件限制过电压 的幅度；用电阻消耗产生过电压的能量；用储能元件吸收产 生过电压的能量。实 用中常视需要在电路的不同部位选用不同的方法，或 者在 同一部位同时用两种不同保护方法。以过电压保护的部位来分，有交流侧过 压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。 （1）交流侧过电压保护 本设计采用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。如图 4-1 所示： 图 4-1 阻容保护电路图 变压器接法单相 与变压器二 阻容装置接法 次侧并联 电容1/3C3CC Y 联结D 联结Y 联结D 联结 三相、二次联结三相二次联结 电阻3R1/3RR 表 4-1 变压器连接及阻容选择 对于三相电路，和的值可按表 4-1 换算。 本系统采用 D-Y 连接。 S=1.9299KVA， U2=120V 变压器励磁电流百分数 Iem取值：当 S=110KVA 时，对应的 Iem=41，所以 Iem 取 3。 C 6IemS/U22= 6334103/1202=14.17F 选取 20F 的铝电解电容器。 变压器短路电压比选取： S=110KVA，I =15，所以 I取 3。 2.3 U22/S =2.31202/1.9299103=9.37 即，选取电阻为 ZB1-10 的电阻。 （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。 U1MA=（1.8-2.2）UDC=(1.8-2.2) 230=414-460V 选 MY31-440/5 型压敏电阻。允许偏差+10（484V）。 晶闸管及整流二极管两端的过电压保护查表 5-2； 晶闸管额定电流/A1020501002005001000 电容/F0.10.150.20.250.512 电阻/1008040201052 表 5-2压敏电阻保护的接法 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 1.1 1.15 倍 得C=0.1 F，R=100 。 选 R 为 0.2 F 的 CZJD-2 型金属化纸介质电容器。 PR=fCUm210-6=500.210-6( 120)210-6=0.4510-6W 即，选 R 为 20 普通金属膜电阻器，RJ-0.5。 2、电流保护 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。 （1） 交流侧快速熔断器的选择I2=5.37A 选取 RLS-10 快速熔断器，熔体额定电流 6A。 （2）晶闸管串连的快速熔断器的选择I=I 2=5.37A ，IT= 3.11A 20 选取 RLS-10 快速熔断器，熔体额定电流 4A。 （3）电压和电流上升率的限制 电压上升率 ：正 相电压上升率较大时，会 使晶闸管误导通。因 此作用于 晶闸管的正相电压上升率应有一定的限制。 造成电压上升率过大的原因一般有两点：由电网侵入的过电压；由于晶 闸管换相时相当于线电压短路，换 相结