提升电控教材及习题1

1、矿井提升机电控系统理论目录第一章 直流调速系统11 直流调速原理12 V-M系统调速原理13 直流双闭环的作用：1第二章 交流调速系统11 同步电机特点及矢量控制12 调速系统中的磁链调节、电流模型及电压模型13 交交变频调速系统的关键环节：13.1 精确检测电机转子位置及初始位置13.2 精确检测定子电压和电流1第三章 变流器主回路及其保护电路11 高压开关柜12 整流变压器12.1 整流变压器与电力变压器的主要区别12.2 整流变压器的保护13 平波电抗器1第一章 直流调速系统1 直流调速原理电力拖动自动控制系统往往是通过控制转速来实现，直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为 （1

2、）在上式中，是常数、是由负载决定，因此调速的方法可以有三种：（1）调节电枢供电电压（2）减弱励磁磁通（3）改变电枢电阻在这三种方法中以调节电枢电压的方式为最好，可以达到一定范围内的无级平滑调速。改变电阻只能实现有级；弱磁调速的范围不大，通常配合调压调速使用。调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源，该电源的获取有以下三种方法：（1）旋转变流机组。用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。（2）静止式可控整流器。用静止式可控整流器获得可调的直流电压。（3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。这三种方

3、法，旋变机组因所需设备多、体积大、费用高、效率低，运行有噪声，维护部方便已经不在使用；静止式可控整流器相比旋变机组在经济性和可靠性上有很大提高，但由于不可逆需要配合反组晶闸管共同使用。现主要对第三种方法作概括性介绍。直流斩波-电动机系统原理图示于图1a，其中VT用开关符号表示任何一种电力电子开关器件，VD表示续流二极管。当VT导通时，直流电源电压加到电动机上；当VT关断时，直流电源与电机脱开，电动机电枢经VD续流，两端电压接近于零。如此反复，得到电枢端电压波形，如图1b所示，好像是电源电压在时间内被接上，又在时间内被斩断，故称“斩波”。 （a） （b）图1 直流斩波器-电动机系统的原理图和电压

4、波形（a）原理图 （b）电压波形这样，得到的电动机平均电压为 （2）式中 为功率开关器件的开关周期（s）； 为开通时间（s）； 为占空比，其中为开关频率。图2a给出了一种可逆脉宽调速系统的基本原理图（略去续流二极管），由共4个电力电子开关器件构成桥式（H桥）可逆脉冲宽度调制变换器。和同时导通或关断，和同时通断，使电动机M的电枢两端承受电压+或-。改变两组开关器件的通断时间，也就改变了电压脉冲宽度（电机的电枢电压值得到改变），其中电动机两端电压波形如图2b所示。（a） （b）图2 桥式可逆脉宽调速系统基本原理图和电压波形（a）原理图 （b）电压波形如果用表示和导通的时间，开关周期T和占空比的定义

5、与上面相同，则电机电枢端电压平均值为 （3）2 V-M系统调速原理对于大功率调速场合，多采用晶闸管-电动机系统（V-M系统）。由于晶闸管的的单向导电性，需要可逆运行时经常采用两组晶闸管可控整流装置反并联的可逆电路，如图3所示。电动机正转时，由正组晶闸管装置VF供电；反转时，由反组晶闸管装置VR供电。两组晶闸管分别由两套触发装置控制，都能灵活的控制电动机的起、制动和升、降速。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。但在一般情况下不允许让两组晶闸管同时处于整流状态，否则将造成电源短路，因此对控制电路提出了严格要求。下面结合图4具体介绍V-M系统的

6、四象限运行的具体过程。图3 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路在两组晶闸管反并联V-M系统中，晶闸管装置可以工作在整流或有源逆变状态，相应的控制角为和。（a） （b）图4两组晶闸管反并联可逆V-M系统的正组整流和反组逆变状态（a）正组整流电动运行（b）反组逆变回馈制动在图4a中，当时，平均整流电压为正，且理想空载值(为电动机反电动势)，所以输出整流电流，使电机产生电磁转矩做电动运行，提升重物。此时表示，正组晶闸管装置VF处于整流状态，给电动机供电，V-M系统工作在第一象限。当电动机需要回馈制动时，由于反电动势的极性未变，要回馈电能必须产生反向电流，而反向电流是不可能通过VF流通的。这时，可以

7、利用控制电路切换到反组晶闸管装置VR，如图4b所示，并使它工作在逆变状态，产生图中所示极性的逆变电压，当时，反向电流便通过VR流通，电机输出电能实现回馈制动，V-M系统工作在第二象限。由于VF、VR两组晶闸管是相互配合的，因此反转运行时由VR整流供电，反转制动时由正组的VF实现回馈制动，归纳起来，可将可逆线路正反转时晶闸管装置和电机的工作状态列于表1中。3 直流双闭环的作用：转速、电流双闭环直流调速系统的结构如图5所示图5 转速、电流双闭环直流调速系统框图在该系统中，电流环的主要作用在于使电流紧紧跟随其给定电压（即转速环的输出量）变化；对电网电压的波动起及时抗扰的作用；在转速动态过程中，保证获

8、得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程；当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用，一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。转速环在整个调速系统中起主导作用，它使转速很快的跟随给定电压变化，稳态时若采用PI调节器可实现无静差跟踪；同时对负载的变化起抗扰作用。对于这种双闭环的直流调速系统，转速环（ASR）和电流环（ACR）的调节器一般采用PI调节器，其中PI调节器的参数设计基于直流电动机双闭环调速系统的数学模型。18第二章 交流调速系统1 同步电机特点及矢量控制同步电机特点：（1）多变量（2）非线性（3）强耦合（4）无法独立地调节磁通和转矩电流矢量控制：20世纪70年代SIE

9、MENS公司F.Blaschke等人首次提出了异步电动机磁链定向控制理论；同时期美国P. C.Custman 与A. A. Clark 申请了有关感应电机定子电压坐标变换的专利，其中坐标变换思想为矢量控制的基础。此后矢量控制得到不断扩展与完善，逐渐应用到同步电动机上来。其主要思想是效仿直流调速系统使电机磁链与转矩电流正交解耦，二者独立控制。1972德国西门子公司的Bayer提出了同步电动机磁链定向控制的原理，其原理是取电机的某一磁链方向为参考坐标轴方向，在此基础上建立同步电动机的数学模型，通过对电机的电压、电流及磁链分解、合成、控制，达到对同步电动机解耦控制的效果。根据参考坐标轴所选择的定向磁

10、链不同，同步电动机的定向磁链可选转子磁链、定子磁链、气隙磁链及阻尼绕组磁链。同步电动机矢量控制的关键是对定子电流控制及对磁链位置的估算，同步电动机磁链由定子电流和励磁电流共同作用形成，通过控制励磁电流可使定子电流励磁分量isM=0，保持磁链幅值不变即可实现解耦控制。其系统框图如图所示，主要有转速闭环、电流闭环、磁链观测器、电压前馈单元、定子逆变器以及转子励磁控制回路几部分组成。同步电动机磁链定向矢量控制具有转矩响应快、速度控制精确、零速时可实现全负载等优点。2 调速系统中的磁链调节、电流模型及电压模型磁链观测是基于磁链定向同步电动机矢量控制系统的重要环节之一，其主要目的是得到park变换时静止

11、坐标系与旋转坐标系之间的角度和磁链闭环时反馈磁链的幅值。通常采用的磁链观测模型有电流模型、电压模型以及二者的综合模型、状态观测器模型等。电流模型电流模型是通过电流求磁链，不受电动机转速的影响，即使电动机低速甚至零速时，电流模型照样能工作。根据双反应理论，在dq坐标系下，磁链方程可表示为 (4)其中：Lad，Laq分别为d轴与q轴主电感，LadLaq。由于凸极同步电动机的气隙不均匀，且阻尼绕组的存在，磁链与电流的关系为 (5)其中：iµd、iµq分别为分解到d、q轴上的电流分量；Tfd、Tfq分别为阻尼绕组d、q轴的开路时间常数；Tfd、Tfq分别为阻尼绕组在d、q轴漏感产生

12、的时间常数。由于实际中Tfd、Tfq都很小，通常忽略不计，其控制框图如图6所示。图6 同步电动机磁链观测电流模型凸极同步电动机实用电流模型原理是给定磁链幅值|*|，根据反磁化曲线得到对应气隙磁化电流的磁链给定幅值*M，与其计算反馈值比较经过一个PI调节器可得iµM*。这里对气隙磁化电流磁链*M进行闭环调节，主要目的是消除模型中由于定子电流i*sM、i*sT的改变和其它参数的变化引起的误差，使气隙磁链跟随给定值*变化。在MT坐标系下，电流关系为 (6)励磁电流表示为 (7)负载角L和转子位置角之和为磁链角s。电流模型控制框图如图7所示。图7电流模型控制框图电压模型：传统的电压模型如式(

13、8)所示 (8)其中Ls为定子漏感，通常可以省略不计，取其拉氏变换，即 (9)式(9)可以看出，传统电压模型的极点在原点上，对反电动势非常敏感。设反电动势为，其中D为直流分量，把其经拉氏变换后代入(9)再进行反拉氏变换得 (10)第二项，当0/2+K时，输出值中总存一定的直流分量；由第三项可知，直流分量随时间增长，即使很小的直流分量经过一段时间后也能达到积分饱和值。3 交交变频调速系统的关键环节：3.1 精确检测电机转子位置及初始位置3.1.1 采用绝对式编码器测电机转子位置该方法需要在同步电动机转子上同轴联结一个绝对式光电编码器，为提高检测的可靠性常采用格雷码式码盘。5位格雷码式码盘如图8所

14、示，该码盘低4位输出频率依次降低1/2，第5位输出频率与第4位输出频率相同，但相位相差，实现相邻位置并行输出的5位二进制数只有其中一位发生变化。同步电动机转子旋转一周，码盘输出32个数，即将转子一周的空间角度32等分，每一等分用5位二进制数字编码，代表转子的空间位置。每一个二进制数所代表的空间电角度为(p为电机的极对数)。随着电动机的极对数增加，码盘的分辨率降低，即检测精度降低。为保证检测精度必须增加编码器的位数，常采用多位(12位)格雷码绝对式光电编码器。图8绝对式光电编码器3.1.2采用绝对式编码器测转子初始位置绝对式光电编码器转子位置检测是通过分析码盘并行输出信号实现，然而与同步机转子同

15、轴联结的码盘将因安装方向不同而使同一转子位置输出不同的信号，因此码盘安装后电动机运行前，需确定转子的初始位置，即转子轴线d轴与定子A相绕组轴线重合时码盘的输出值，该过程称为初始定位。初始定位是在电机空载，转子励磁的情况下，三相定子绕组按下列要求通入直流电流： （9）式中，为直流给定值，约为电机额定电流的1/3。电动机主回路通电后，电动机将朝初始位置旋转，且在初始位置作减幅振荡，待电机静止后，码盘的输出值即为转子初始位置值。工作原理简述如下。当定子绕组按式（9）通入直流电流时，由式（10）可得定子电流空间矢量： （10）式(10)表明，定子电流空间矢量的幅值为，且位于A轴上。由电机学可知，电动机

16、的电磁转矩使转子朝定子磁通矢量方向旋转。因定子电流为直流电流，定子磁通矢量静止不动，且初始定位时同步电动机空载，故电机停止旋转时电磁转矩为零，即d轴与A轴重合，此时码盘的输出值即为转子初始位置值。经过多次初始定位，即可确定准确的初始位置值。3.1.3采用增量式编码器测转子位置使用增量式编码器实现电机转子位置检测的方法如下：假定它在旋转过程中给定时间内给出脉冲数目为，则电机转速可表示为：式中：为光电编码盘每转输出的脉冲数。假定电机在静止时转子的初始位置角(电角度)是，电机的极对数为p，则从静止开始经过时间后的电机转子位置(机械角)与电机速度之间的关系为 （11）若用电角度表示，则为 （12）在第

17、个采样时间结束后，即第个采样值为 （13）式中，为自然数；为第个采样周期的脉冲计数值。只要知道电机转子的初始位置角，则转子任意时刻的位置都可通过式（13）求得。3.1.4 采用增量式编码器测转子初始位置采用增量式光电编码器测转子初始位置与采用绝对式编码器测转子初始位置的原理基本相同。同样的，初始定位是在电机空载，转子励磁的情况下，三相定子绕组按式（9）通入直流电流。电动机主回路通电后，电动机将朝初始位置旋转，且在初始位置作减幅振荡，待电机静止后，记录码盘的输出脉冲个数，则转子的初始位置角。经过多次初始定位，即可确定准确的初始位置值。这里要注意，由于电机在初始位置振荡，因此需注意的测量要采用无误

18、差测量的电路结构。3.2 精确检测定子电压和电流电机矢量控制中主要需要检测的物理量有定子电流，直流侧电压，转速等信号，这些电量的获取依靠电流及电压传感器得以实现。由于LEM传感器具有检测精度高、线性度好、抗干扰能力强、共模抑制比高等优点，因此控制系统多采用霍尔传感器来检测电压、电流。电流传感器采用LEM公司的LA28-NP，电流在原边与副边回路之间是绝缘的，可以通过改变原边与副边绕组的匝数比实现电流精确测量。接线原理图如图9所示。图9 LA28-NP电流传感器的接法电压传感器较多采用LEM公司的LV28-P，其原边与副边之间是绝缘的。LV28-P原边电压的测量范围为10500V，转换率为250

19、0：1000，其接线原理图如图10所示。图10 LV28-P电压传感器的接法第三章 变流器主回路及其保护电路1 高压开关柜高压开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置。在发电厂和变配电所中用于控制和保护发电机、变压器和高压线路，也可用于起动和保护大型高压交流电动机。柜中安装有高压开关电器（断路器、隔离开关、接地闸刀）、保护电器、监测仪表、支持绝缘子和母线等。其中高压断路器为主体，所用的断路器有少油断路器、真空断路器和SF6断路器等。目前国内应用的高压开关柜大量的为10kV电压级，35kV者较少，63kV的小车柜刚起步。高压开关柜有固定式和手车式两大类型。由于固定

20、式高压开关柜较为经济，所以应用比较广泛，其型号为GG-1A型。这种开关柜现在大多数都规定装设了防止电气误操作的闭锁装置，即“五防”：防止误跳、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带接地线合隔离开关；防止人员误入带电间隔。手车式高压开关柜的特点是，高压断路器等主要电力设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上，这些设备需要检修时，可随时拉出，再推入同类备用手车，即可恢复供电。因此采用手车式开关柜，较之采用固定式开关柜，具有检修安全，并可大大缩短停电时间等显著优点。所以从发展来看，手车式高压开关柜的应用将日益广泛；但目前由于其价格昂贵，还不能替代固定式高压开关柜。高压开关柜由柜

21、体和断路器两大部分组成，具有架空进出线、电缆进出线、母线联络等功能。柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线等组成（开关柜应满足GB/T 39063-35kV交流金属封闭开关设备标准有关要求）。高压开关柜组成：1、 柜体材料（1） 冷扎钢板或角钢（用于焊接柜）。（2） 敷铝锌钢板或睹锌钢板（用于组装柜）。（3） 不锈钢板（不导磁性）。（4） 铝板（不导磁性）。2、 柜体功能单元（1） 主母线室（一般主母线布置按“品”字形或“1”字形两种结构）。（2） 断路器室。（3） 电缆室。（4） 继电室和仪表室。（5） 柜顶小母线室。（6） 二次端子室。3、 柜内电器元件柜内常用一次电

22、气元件（主回路设备），如下所示：（1） 电流互感器简称TA（如LZZBJ9-10）。（2） 电压互感器简称TV（如JDZJ-10）。（3） 接地开关（如JN15-12）。（4） 避雷器（也称阻容吸收器，如HY5WS单相型，TBP、JBP组合型）。（5） 隔离开关（如GN19-12、GN30-12、GN25-12）。（6） 高压断路器（如真空型（Z）。（7） 高压接触器（如JCZ3-10D/400A型）。（8） 高压熔断器（如RN2-12、XRNP-12、RN1-12）。（9） 变压器（如SC（L）系列干式变压器、S系列油浸式变压器）。（10） 高压带电显示器（如GSN-10Q）。（11） 绝缘

23、件（如穿墙套管、触头器、绝缘子、绝缘热缩（冷缩）护套）。（12） 主母线和分支母线。（13） 高压电抗器（如串联型（CKSC）和起动电机型（QKSG）。（14） 负荷开关（如FN26-12（L）、FN16-12（Z）。（15） 高压单相并联电容器（如BFF12-30-1）。柜内常用的主要二次元件（又称二次设备或辅助设备）是指对一次设备进行监测、控制、测量、调整和保护的低压设备。常见的有继电器、电能表、电流表、电压表、功率表、功率因数表、频率表、熔断器、低压断路器、转换开关、信号灯、电阻、按钮、微机综合保护装置等。为保证高压开关柜能够安全运行，当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间

24、和最小区域内，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响，即为继电保护。继电保护有以下几种：（1）过电流保护：1、速断电流保护：用于保护本开关以后的母排、电缆的短路故障。2、定时限电流保护：用于下一电压级别的短路保护。3、反时限电流保护：作用与定时限电流保护相同，但灵敏度比定时限电流保护高。4、电压闭锁过电流保护：防止越级跳闸和误跳闸，提高供电可靠性。5、纵联差动电流保护：专用于变压器内部故障保护。6、长延时过负荷保护：用于保护专用设备或者电网的过负荷运行，首选发信，其次跳闸。（2）零序电流保护：1、零序电流速断保护：保护线路

25、和线路后侧设备对地短路、严重漏电故障。2、定时限零序电流保护：保护线路和线路后侧设备的轻微对地短路和小电流漏电，监测绝缘状况。可以选择作用于跳闸或发信。（3）过电压保护：1、雷电过电压保护。2、操作过电压保护。两种过电压通常都是用避雷器来保护，可防止线路或设备绝缘击穿。3、设备异常过电压保护：通过电压继电器和综保定值整定来实现跳闸或发信，用于保护设备在异常过压下运行造成的发热损坏。（4）低电压保护：瞬时低电压保护只发信不跳闸，用于避免瞬间短路或大负荷启动造成的正常设备误跳闸。俗称躲晃电。（5）非电量保护：1、重瓦斯保护：用于变压器内部强短路或拉弧放电的严重故障保护。选择跳闸。2、轻瓦斯保护：用

26、于变压器轻微故障的检测，选择发信报警。3、温度保护：用于检测变压器顶层油温监测，轻超温发信报警，重超温跳闸。以上保护都是针对一次侧设计的保护。二次侧的保护：（1）直流失压保护，用于变电所直流设备故障时防止设备在保护失灵状况下运行。一般设备通常选择发信报警。重要设备选择跳闸。（2）临柜直流消失保护，用于监测相邻高压柜的直流电压状态，选择发信报警。随着技术的发展，继电保护的内容越来越多，供人们在不同情况下选用。目前使用的微机型综合保护器内都设计了各种保护功能，可以通过控制字的设定很方便地选择所需要的保护功能组合。2 整流变压器变流器是使电源系统的电压、频率、相数和其他电量或特性发生变化的电器设备。

27、变流器主回路包括整流电路（交流变直流<AC/DC>）、逆变电路（直流变交流<DC/AC>)、交流变流电路(交流变频器<AC/AC>)和直流变流电路（直流斩波器<DC Chopper>）。在整流环节通常使用整流变压器，整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设备的特点是原边输入交流电压，而副边输出通过整流元件后输出的直流电压。整流变压器是专供整流系统的变压器，具有以下两种功能：供给整流系统适当的电压；减小因整流系统造成的波形畸变对电网的污染。作为整流装置电源用的变压器称为整流变压器。工业用的整流直流电源大部分都是由交流电网通过整流变压器与整流设备而得

28、到的。在工业用的整流直流电源大部分是由交流电网通过整流变压器与整流器所组成的整流设备而得到的。在高度现代化的今天，几乎在每一个领域都能直接地或间接地看到它的巨大用途。2.1 整流变压器与电力变压器的主要区别整流变压器的主要用途如下：电化学工业；牵引用直流电源；传动用直流电源；直流输电用直流供电；电镀用或电加工用直流电源；励磁用直流电源；充电用直流电源；静电除尘用直流电源。而电力变压器主要用于电力系统和日常照明和工厂动力用。整流变压器和电力变压器相比，虽然在原理、外观和结构方面有相似之处，但由于其多样性，在设计、制造和试验方面都有其特点：1、 对等效相数的要求为了提高电能质量，整流变压器输出电压

29、波形不像电力变压器，在一个周期内只有三个正弦脉波，而是根据网侧电压和装机容量确定每台变压器在一个周期内的脉波数，大型整流变压器的脉波数至少为6个，最多可达12个，以满足水电部1984年颁发的电力系统谐波管理暂行规定的要求。所谓等效相数即为一周期内的脉波数P。P=6，就是等效相数为6。2、 输出电压方面的差异（1）称呼上的差异 ：由于和整流器的紧密结合，整流变压器输出电压称为阀侧电压。其名称起因于二极管的单向导电性。（2）计算方法的差异：由于整流装置负载电流的波形各异，其输出电流的计算方法不仅与电力变压器有很大不同，而且不同的整流电路，其计算方法也不一样。3、 设计、制造方面存在差异由于整流变压

30、器与电力变压器在用途方面的差异，因此在设计和制造方面也和电力变压器有很大的不同：考虑了整流变压器的工况，整流变压器在选用电流密度和磁通密度方面均取得较低；阻抗也取得略大。在绕组的结构方面，阀侧有时要求有两个绕组，分别供给正、反向传动或正向传动、反向制动。在制动时，变流装置处于逆变工作状态；变压器如有谐波方面的要求，要在绕组之间放置具有接地端子的屏蔽层；采用加强压板和撑条、加大油道等多种措施提高绕组抗短路的能力；另外，在散热方面通常要比电力变压器相比在设计和制造时考虑的更大的裕度。4、 标准和实验方法不一样整流变压器除了按电力变压器的标准（如GB1094-1996，GB1094.3-2003，G

31、B1094.5-2003电力变压器GB/T6451）外，还要按JB/T8636-1997电力变流变压器来执行。实验方法、实验要求和技术参数允许偏差都与电力变压器的标准不一样。详见JB/T8636-1997电力变流变压器。整流变压器的主要型式包括油浸、干式和干式环氧树脂浇注。2.2 整流变压器的保护整流变压器的保护包括冷却保护、整流装置保护。冷却系统为强迫油循环油-水”散热方式。整套系统设相应故障报带信号，并通过主控室DCS系统反应。整流装置保护为整流变压器网侧设速断保护、定时限过电流保护、轻重瓦斯及油温保护，阀侧设过电压吸收装置。整流设备高压断路器及有载分接开关的操作设在主控室的变压器控制屏上

32、或操作台上，电流调节在主控室的整流器控制屏上或操作台上完成。整流装置的电流及电压指示、事故及预告信号等送人DCS系统显示和报警。三、整流变压器容量计算整流变压器有功功率： 式中，Ud为直流电机电枢电压，Id为直流电机电枢电流。整流变压器容量即视在功率：式中，UE是整流变压器二次线电压，IE是整流变压器二次线电流。视在电流可表示为式中，0.816为整流电流与交流线电流变换系数。整流变压器容量可表示为当Ud =660V时，设计直流电控时为保证整流变压器安全，通常采用两种办法：一种是降低整流变压器二次线电压UE=660-30=630V，这是以牺牲一小部分直流电机功率来保证整流变压器安全；另外一种保护

33、整流变压器安全的办法是维持直流电机功率不变，提高整流变压器二次线电压UE=660+30=690V，即提高整流变压器的功率。若所选直流电机功率余量较大时，采用第一种方法；若所选直流电机功率余量较小时，采用第二种方法。举例说明，初轧机主机直流电动机750kW，电枢电压660VDC，电枢电流1250A，效率取90%，负荷率取100%，在正常轧制过程中平均最低电枢电压取500VDC。1、第一种方法:整流变压器容量：经验公式整流变压器容量： 圆整为1150kVA。2、第二种方法：整流变压器容量：经验公式整流变压器容量：圆整为1250kVA。两种办法整流变压器容量相100kVA。由于轧机上使用的直流电机的

34、功率因数在0.50.75之间，效率不超过90%，故大多数设计者采用第一种方法。根据经验，直流系统变压器容量=(1.6-1.8)电机容量；交-交变频系统变压器容量=1.6电机容量；交-直-交变频系统变压器容量=1.2电机容量。3 平波电抗器平波电抗器用于整流之后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的，在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的，需要由平波电抗器加以抑制。直流输电的换流站都装有平波电抗器，使输出的直流接近于理想直流。直流供电的晶闸管电气传动中，平波电抗器也是不可少的。平波电抗器与直流滤波器一起构成高压直流换流站直流侧的直流谐波滤波回路。平波电抗器一般串接在每个极换流器的

35、直流输出端与直流线路之间，是高压直流换流站的重要设备之一。平波电抗器和直流滤波器一起构成直流T型谐波滤波网，减小交流脉动分量并滤除部分谐波，减少直流线路沿线对通信的干扰和避免谐波使调节不稳定。平波电抗器还能防止由直流线路产生的陡波冲击进入阀厅，使换流阀免遭过电压的损坏。当逆变器发生某些故障时，可避免引起继发的换相失败。可减小因交流电压下降引起逆变器换相失败的机率。当直流线路短路时，在整流侧调节配合下，限制短路电流的峰值。电感值并不是越大越好，因为电感的增大对直流输电系统的自动调节特性有影响。在直流输电系统中，当直流电流发生间断时，会产生较高过电压，对绝缘不利，使控制不稳定。平波电抗器通过限制由快速电压变化所引起的电流变化率来防止直流电流的间断，从而降低换流器的换相失败率。练习题一、填空1、晶闸管直流电机传动系统整流电路主要有 6脉动电枢换向 、串联12脉动电枢换向和并联12脉动电枢换向 三种形式。2、串联12脉动电枢换向整流装置可以实现 全载半速 应急运行方式。3、与直流传动和交-交变频传动方式相比，交-直-交变频传动具有 功率因数高 和 谐波小 等显著优点。4、直流电机可以通过 改变电枢电压 、改变电枢电阻 和 改变磁通(答改变励磁电流也算对) 三种方式实现调速。5、交-交变频矿井提升机电控系统主回路接线形式可以分为 6脉动 和 2