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可控硅_电动机系统中保证电流连续的电感量计算

2020-04-24 来源:步旅网
可控硅一一电动机系统中保证电流连续的电惑量计算刘彦民一概述目前广泛应用的可控硅一一电动机系统中有时会出现电流断续的现象电流断续后可控硅一一电动机系统的机械特性变“软”降低了整流装置的放大倍数增加了电动机的机电时间常数所以使系统的静态误差增大调节时间增加动特性变坏为了克服这种现象某些国家采用了电枢电流自适应系统或者采用带电流变化率调节内环的三环系统但目前较为普遍的方法仍是串接电抗器来使电流连续的方法所串接电抗器的电感量计算国内外一般采用下述方法按公式计算电抗器的电感量。。全兀兀、—一万一一—刀、兀”一,式中一一所要求最小的连续负载电流一般取额定负载电流一一整流变压器次级绕组相电压有效值一一整流回路的总电感一一整流电压在一个周期内脉动次数一一与整流电路有关的系数众所周知公式首先是忽略了整流回路的电阻条件下取得的在整流回路中其电阻包含着电动机的电枢电阻整流变压器绕组电阻电抗器的电阻电动机碳刷接触内阻和可控硅管压降的等效内阻对于大容量直流电动机可控硅一一电动机系统在某些条件下可以忽略整流回路的电阻但对于中小容量的直流电动机而言整流回© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

路的电阻是不能忽略的其次公式是取控制角。一令召时取得的实际上很多生产机械电气系统并非要求“一令时电流连续而且为了使电流在“二令时连续那么必须要求整流回路的电阻等于零或者要求整流回路的电感为无穷大显然这种要求是不能实现的抗器电感量的计算应尽力精确算过大电感量电感量计算过小影响系统工作性能,电感量计增加设备的初投资所以在满足生产工艺要求的前提下应尽力减少电抗器的以达到较好的经济指标可控硅一一电动机的调速系统中电流能否连续不只是决定电感量而是与可控硅的控制角电动机转速主回路的电阻等多种因素有关因此在设计实际系统时我们必须根据生产工艺对电力拖动的具体要求来选择电抗器的电感量不能一律取最小负载电流为额定电流的百分之五和可控硅角。二一孚的条件来选择电抗器的电感乙二电感量的计算可控硅工作过程中为了使电流连续必须串接电抗器电抗器电感量的最小值应使电流处于临界连续状态众所周知当电枢电流处于临界连续状态条件下,两个可控硅的换流过程不存在着阳极重迭的情况所以对各种整流电路都可以用面等效单相电路来描述斤飞乙尺汉勺当可控硅受脉冲触发而导通以后电路的电压方程式为© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

斌万「甲一材一〔一〕此微分方程式的解就是电枢电流的瞬时值一即。。一子〔告。、玄‘。、一,洛一〕斋设。‘一。·。‘。艺口七一于于一十八。中“顶一一召中一一二千找式中一一整流变压器次级绕组相电压有放值一一主回路的阻抗主回路的总电阻一一电动机电枢绕组电阻。一一电抗器的电阻一一整流变压器次级绕组电阻一一主回路的总电感二。十。吕© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

一一电动机电枢电感一一电抗器的电感一一整流变压器的电感一一电动机的反电势一一常数从公式中可以看出电枢的电流是和电动机反电势,电源电压回路中的电阻和电感等多种因素有关的式中的前两项可认为是电流的稳态分量而后一项可认为是电流的自由分量。当入上式卜令粤乙一时可控硅受脉冲触发刚开始电流、的以此条件代兀兀、一〔令夸斌百。一一一资则电流为一。〕丽·〔十一二二一一芯—以常数代入电流表达式中一小‘一兀兀一一石〔八一螟乙,一告一小’〕,,毋一十一二艺—一口式中一一一个周期内整流电压脉动次数在。一。、。十令‘一二可控硅关断了】所以电流又为零此条件代式得‘立兀工、—究一勺少一一一找十〔李又工一立三乙。,。一小〕材万小© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

因此甲一丝一甲份小一二二一甲尸勺了”‘—人、甲式中一一可控硅的导电角公式速给出了电流处于临界连续条件下通过系数来表示的可控硅控制角。导电角电动机转回路的相位角中这些参量之间的关系必须对应一定可控硅控制角欣由此可见若使电动机电流处于临界连续状态抗器电动机转速来选择适当的电下面我们根据公式对常用的整流电路求出临界电流连续的条件下回路中的相位角电动杯的转速与可控硅控制角间的关系式单相桥电流连续时二全波整流电路二。代入式得一兀甲““““甲甘一「一一帕甲一一一百一甲一二甲十甲‘一泊一小石石厂一’一甲三相零式整流电路电流连续时一二二代入式得几小小一一兀一中兀一一二一一小兀甲二小小小一一二二一小小一一丝一© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

三相桥式整流电路其中乞此处,是指线电压奋角为电流滞后线电压的相位角一周期内整流电压脉动次数角。对于整流电压脉动一次时电流连续条件下可控硅的导通应为李西所以此种整流公式一」生饱今只一石一“令兀一妇中少万丽不根据公式一一灿、以一毛一一可以绘会单相桥式整流电路三相零式电路三相桥式整流电路在电流处于临界连续的条件下电动机转速可控硅控制角和主回路电感量所示大小间的关系曲线相应的曲线分别为图当中斗乙时,公式,就变成无法解了。但实际上卜令本身意味着回路的电阻等于零或者回路的电,华为无穷大时当然这两种情况都是不存在的甲人一也无法实现的不过我们可以认为在。一的为了能绘出中一,冬时乙,电流处于临界连续条件下电动机转速和可控硅控角。之间的关系曲线,我们可以利用级数化简公式、三十入十下犷丁一石十—以来化简得© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

扩卜材畜。一小十一二兀一乙兀一巾〔二丁不一吸认十一蕊一二一兀范一飞斗。“一二艺兀一。…〕拼甲百“兀兀〔一一一石一一。〕一一一丁叹一二尸十艺—,当可控硅经过导电角时间后关断时。干令一,一所以前式为以万兀一兀一“‘一一乏一石石尸又日二抓一二丁一以百泥兀兀‘”兀一元一五于“石艺’不一所以一一叹石一八。、健时龟流如于右界鑫续条押甲钓电动机转豁和礴控猫控式给出了当中拼‘,‘制角间的关系对于常见的整流电路可有单相桥式全波所以整流电路二式为© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

北二粤。、。三相零式整流电路一二代入式可得一粤一、、兀「“以袱兀以三相桥式整流电路二二少公代入式。兀‘一而一爪犷“一一而同样依据‘,“,‘式可绘出甲令时系数与可控硅控制角。的关系曲线如图另外值得注意的是当在电动机的反电势高于触发可控硅那瞬瞬间的交流电压时电动机电流仍处于连续状态条件下即。条件下电流处于连续状态那么无临界电流连续的条件只和回路的电感值关电动机的转速有关而与可控硅的控制角所以在图的同一坐标系中绘出了© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

一究毛一北。一了,三条曲线见虚线,此三条曲线分别于前曲线族的交点即为电动机的反电势等于触发可控硅那瞬间交流电压时电流临界连续的工作点此工作点分别对应着北材—、——北一““一百所以在控制角小于此工作点所对应的控制角时,为了使电流处于临界连续状态无关回路电感值大小仅依赖于电动机的转速而与可控硅的控制角曲线为平行坐标横轴的直线图路中的实线分别代表了单相桥式整流电路三相零式整流电三相桥式整流电路电流处于临界连续条件下,电动机转速可控硅控制角和回路中电感电阻的关系应用曲线量可以计算在电流处于临界连续条件下电抗器的电感具体方法如下按着生产工艺的具体要求给出最低转速下的最轻负载电流以电流连续时可控硅一一电动机系统的机械特性公式二一‘求出在利用图下的可控硅最大控制角血的曲线找到对应下的相位角中由相位角幸可求出回路的电感二一一所以电抗器的电感© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

以生产工艺要求的最轻负载下最大速度来校验所选电练银电感填是否使电流连续方法同前述计算举例某可控硅一电动机调速系统电动机一。转分整流变压器‘“邓,。韶,飞,‘琴整流电路连结形式为单相桥式试求出在。农。转分转分和二场。笋额定电流条件下贪保证电流连续时电抗器的电感量解二在一转分一调速范围二‘畏份条件下④因为定额电汾中所以在转分时二二一至二一、百习②、色一。,。二布奥书〔十侧二〕〔〕二‘③由图总电感在二。时求出甲二‘二不厂用甲二一入今翔名电抗器电感。一一旧一一© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

在转分调速范围为,‘二条件下二一止旦一二‘卫些红旦一斌研〔一‘〕一石一二“由图‘在二,“时可查出中“一旦琴口中二诬毕粤名,·邓在上述参数要求下手用公式着计算出的电感量为显然在满足生产工艺要求的前提下电感量可以减少的三结论对生产姆械要求频繁起制动雾狡转的快速系统可以按取电流最小的连续值为额定电流的百分之五来选择电抗器对生产机械是先调速而后加负荷的可控硅电动机调速系统如车床主轴传动系统保证电流连续电抗器的选择应按生产工艺的实际情况来选择即本文提出的方法这样既能满足生产工艺的要求又能节省大量投资对于中小容量的电动机所组成的可控硅一一电动机系统的电抗器时选择保证电流连续回路的电阻不能忽略,气© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

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去© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

参考文献《临界连续电流的计算间题《电动机调速原理及系统》电气传动年第期编著杨兴瑶© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net

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