可控硅直流调速系统中平波电抗器的计算
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-3
U2 I d min ( H )
( 6)
式中各量均为国际单位制单位 .
2
计算方法的推广
在可控硅直流调速系统中 , 不仅采用单相桥式全控整流电路, 而且三相、 m 相整流电路
也得到广泛地应用, 尤其在大容量系统中 , 三相以及 m 相整流电路用得更多. 以上平波电抗 器的计算方法同样可以推广到三相 , m 相整流电路中 . 2. 1 56 三相半波整流电路中平波电抗器的计算
2 2 U2
2 U 2sin ( w t +
)-
2 2 U2
cos
( 3)
1 [ 2 U2 sin( w t + wL di d = 1 wL
wt 0
)-
2 2 U2
cos ] d ( w t ) 2 2 U2 cos ] d( w t ) ( 4)
id ( w t ) =
0
[ 2 U 2 sin( w t + )2wt
其中, R 回路总电阻( ) ; E 电动机反电势( V ) . 回路电阻 R 包括整流装置内阻 和电枢电阻, 一般都很小 , 为了便于计算 , 可以忽略不计 . 此时 E = Ud = = ( 1) 式可改写为 di d L dt = 于是 d id =
wt
1
+
2 U 2 sin w t d( w t ) cos = 0. 9 U 2 cos ( 2)
图3 三相半波整流电路的输出电压电流波形
2 2 2
= 1. 17 U 2 cos
考虑到三相半波整流电路的最大导通角为 2 , 用式 ( 1) ~ ( 5 ) 得 3 - 3 U2 L = 1. 46 10 I (H ) d m in 2. 2 三相桥式整流电路中平波电抗器的计算 三相桥式整流电路电流连续时的 输出电压、 电流波形图如图 4 所示 , 其 电压平均值 Ud Ud = 3
U2
m 相整流电路中平波电抗器的计算 对于三相以上即 m 相整流电路 , 可用同样的方法计算出平波电抗器的参数 , 但是 , 不同
形式的整流电路 , 它们在保证电流连续时的输出电压平均值 Ud 的表达式不同 , 并且导通角 也不相同 , 真对不同相数的整流电路, 在使用式( 1 ) ~ ( 5) 时 , 必须代入相应的表达式和数值, 才能得出正确结果.
本文提出一种可控硅直流调速 系统中 平波电 抗器参 数的计 算方法 , 并对 该方法 的应用 范围进行了分析 . 直流调速系统 ; 平波电抗器 ; 整流电路 T M 921. 1
中图法分类号
0
引
言
在可控硅直流调速系统中, 利用相控方式改变直流电动机电枢电压, 由于正弦交流电 压, 尤其控制角 较大时, 脉动十分严重, 结果会造成电动机电枢电流断续 . 电枢电流断续 必然导致电动机机械特性变软 , 相当于整流电源内阻增大, 同时 , 电枢电流断续 , 在相同的平 均电流情况下, 峰值电流增大 , 使电动机换向器产生电火花 , 缩短电动机使用寿命. 为解决电 枢电流的断续, 有效的方法是在电机主回路中串接平波电抗器来减小电流的脉动和延长可 控硅的导通时间 , 如果电抗器参数选得合适, 就能保证电流连续 , 使系统高效安全地工作 .
郑州大学学报 ( 自然科学版 ) JOU RNAL OF ZHENG ZHOU U N IV ERSIT Y
第 30 卷 Vo l. 30
第 1 期 ( 1998, 3) No. 1 ( 1998, 3)
图 3 为三相半波整流电路的输出电 压电流波形图, 此时 3 Ud = 2 =
5 6+ 6+
2 U 2sin w t d( w t ) 3 U2 cos
1
平波电抗器参数的推导
为寻找平波电抗器参数的计算方法 , 先以单相桥式全控整流电路为基础进行分析.
图 1 为可控硅直流调速系统主电路 , 整流变压器输出的正弦交流电压 u 2 经可控硅整流 为脉动的直流电压加在直流电动机的电枢上 , 保证低速轻载时电流连续, 在主回路中串入平 波电抗器 L , 图 2 为单相桥式全控整流电路在电流临界连续时的输出电压电流波形.
图2 图1 可控硅直流调速系统主电路
输出电压电流波形
在电流临界连续时的单相桥式全控整流电路
王生德 , 男 , 35 岁 , 讲师 . 来稿时间 : 1997- 10- 08
55
可控硅直流调速系统中平波电抗器的 计算
王生德
可控硅导通时的负载回路电流方程为: L d id + Ri d = dt 2 U 2 sin( w t + )- E ( 1)
2 3+ 3 +
2
3 U 2 sin w t d( w t )
= 2 . 34 U2 cos 电动机反电势接近等于 Ud , 用式 ( 1) ~ ( 5 ) , 同时考虑导通角此时为 是推得 L = 0. 693 2. 3 10
-3
3
,于
图4 三相桥式整流电路的输出电压电流波形
I d min ( H )
syst em and analyse applicating range of the met hod.
( 责任编辑
郭秀娥)
58
郑州大学学报 ( 自然科学版 ) JOU RNAL OF ZHENG ZHOU U N IV ERSIT Y
第 30 卷 Vo l. 30
第 1 期 ( 1998, 3) No. 1 ( 1998, 3)
可控硅直流调速系统中平波电抗器的计算
王生德
( 郑州大学电子工程系
摘 要 关键词
郑州 450052)
1
2 U2 wL
0
2 2 U2 2 U2 [ 2sin ] = sin wL wL 的函数 . 当
= 90 时, I d min 取得最大值. 如果根据电动机的额定
电流和负载情况先确定电动机的最小连续电流 I d m in , 一般依经验取额定电流的 5 % 左右, 从 而可算出串接电抗器的最小值 L = 2 2 U 2sin I d m in = 2 2 U2 I d m in = 2 . 87 10
)-
2 U2 w L [ cos - cos( w t + 该为 : I d min = = = 显然 , I d m in 是控制角 1
0
cos ]
在电抗器参数一定的条件下, 如果负载电流连续, 那么电机平均电流的最小值 I d m in 应
i d ( w t ) d( w t ) [ cos - cos( w t + )2 w t cos ] d( w t ) ( 5)
ON CALCULATING METHOD OF SERIES REACTOR IN THYRISTER DC REGULATING SPEED SYSTEM
Wang Shengde ( Dep ar t ment of El ect roni c Engineer ing , Zhengz hou University )
Abstract Key words
Propose a calculat ing method of series react or in thyrist er DC regulat ing speed DC reguቤተ መጻሕፍቲ ባይዱating speed system; series reactors; rect ificating circuits
3
结
论
在可控硅直流调速系统中 , 采用本方法计算平波电抗器的参数行之有效, 虽然忽略了电 枢回路的等效电阻 R , 但计算结果产生的误差很小, 不影响本方法的使用 , 这在实践中已得 到证实.
57
可控硅直流调速系统中平波电抗器的 计算
王生德
参
考
文
献
1 2
陈伯时 . 电力拖动自动控制系统 . 北京 : 机械工业出版社 , 1992 黄俊 , 王兆安 . 电力电子变流技术 , 北京 : 机械工业出版社 , 1996
U2 I d min ( H )
( 6)
式中各量均为国际单位制单位 .
2
计算方法的推广
在可控硅直流调速系统中 , 不仅采用单相桥式全控整流电路, 而且三相、 m 相整流电路
也得到广泛地应用, 尤其在大容量系统中 , 三相以及 m 相整流电路用得更多. 以上平波电抗 器的计算方法同样可以推广到三相 , m 相整流电路中 . 2. 1 56 三相半波整流电路中平波电抗器的计算
2 2 U2
2 U 2sin ( w t +
)-
2 2 U2
cos
( 3)
1 [ 2 U2 sin( w t + wL di d = 1 wL
wt 0
)-
2 2 U2
cos ] d ( w t ) 2 2 U2 cos ] d( w t ) ( 4)
id ( w t ) =
0
[ 2 U 2 sin( w t + )2wt
其中, R 回路总电阻( ) ; E 电动机反电势( V ) . 回路电阻 R 包括整流装置内阻 和电枢电阻, 一般都很小 , 为了便于计算 , 可以忽略不计 . 此时 E = Ud = = ( 1) 式可改写为 di d L dt = 于是 d id =
wt
1
+
2 U 2 sin w t d( w t ) cos = 0. 9 U 2 cos ( 2)
图3 三相半波整流电路的输出电压电流波形
2 2 2
= 1. 17 U 2 cos
考虑到三相半波整流电路的最大导通角为 2 , 用式 ( 1) ~ ( 5 ) 得 3 - 3 U2 L = 1. 46 10 I (H ) d m in 2. 2 三相桥式整流电路中平波电抗器的计算 三相桥式整流电路电流连续时的 输出电压、 电流波形图如图 4 所示 , 其 电压平均值 Ud Ud = 3
U2
m 相整流电路中平波电抗器的计算 对于三相以上即 m 相整流电路 , 可用同样的方法计算出平波电抗器的参数 , 但是 , 不同
形式的整流电路 , 它们在保证电流连续时的输出电压平均值 Ud 的表达式不同 , 并且导通角 也不相同 , 真对不同相数的整流电路, 在使用式( 1 ) ~ ( 5) 时 , 必须代入相应的表达式和数值, 才能得出正确结果.
本文提出一种可控硅直流调速 系统中 平波电 抗器参 数的计 算方法 , 并对 该方法 的应用 范围进行了分析 . 直流调速系统 ; 平波电抗器 ; 整流电路 T M 921. 1
中图法分类号
0
引
言
在可控硅直流调速系统中, 利用相控方式改变直流电动机电枢电压, 由于正弦交流电 压, 尤其控制角 较大时, 脉动十分严重, 结果会造成电动机电枢电流断续 . 电枢电流断续 必然导致电动机机械特性变软 , 相当于整流电源内阻增大, 同时 , 电枢电流断续 , 在相同的平 均电流情况下, 峰值电流增大 , 使电动机换向器产生电火花 , 缩短电动机使用寿命. 为解决电 枢电流的断续, 有效的方法是在电机主回路中串接平波电抗器来减小电流的脉动和延长可 控硅的导通时间 , 如果电抗器参数选得合适, 就能保证电流连续 , 使系统高效安全地工作 .
郑州大学学报 ( 自然科学版 ) JOU RNAL OF ZHENG ZHOU U N IV ERSIT Y
第 30 卷 Vo l. 30
第 1 期 ( 1998, 3) No. 1 ( 1998, 3)
图 3 为三相半波整流电路的输出电 压电流波形图, 此时 3 Ud = 2 =
5 6+ 6+
2 U 2sin w t d( w t ) 3 U2 cos
1
平波电抗器参数的推导
为寻找平波电抗器参数的计算方法 , 先以单相桥式全控整流电路为基础进行分析.
图 1 为可控硅直流调速系统主电路 , 整流变压器输出的正弦交流电压 u 2 经可控硅整流 为脉动的直流电压加在直流电动机的电枢上 , 保证低速轻载时电流连续, 在主回路中串入平 波电抗器 L , 图 2 为单相桥式全控整流电路在电流临界连续时的输出电压电流波形.
图2 图1 可控硅直流调速系统主电路
输出电压电流波形
在电流临界连续时的单相桥式全控整流电路
王生德 , 男 , 35 岁 , 讲师 . 来稿时间 : 1997- 10- 08
55
可控硅直流调速系统中平波电抗器的 计算
王生德
可控硅导通时的负载回路电流方程为: L d id + Ri d = dt 2 U 2 sin( w t + )- E ( 1)
2 3+ 3 +
2
3 U 2 sin w t d( w t )
= 2 . 34 U2 cos 电动机反电势接近等于 Ud , 用式 ( 1) ~ ( 5 ) , 同时考虑导通角此时为 是推得 L = 0. 693 2. 3 10
-3
3
,于
图4 三相桥式整流电路的输出电压电流波形
I d min ( H )
syst em and analyse applicating range of the met hod.
( 责任编辑
郭秀娥)
58
郑州大学学报 ( 自然科学版 ) JOU RNAL OF ZHENG ZHOU U N IV ERSIT Y
第 30 卷 Vo l. 30
第 1 期 ( 1998, 3) No. 1 ( 1998, 3)
可控硅直流调速系统中平波电抗器的计算
王生德
( 郑州大学电子工程系
摘 要 关键词
郑州 450052)
1
2 U2 wL
0
2 2 U2 2 U2 [ 2sin ] = sin wL wL 的函数 . 当
= 90 时, I d min 取得最大值. 如果根据电动机的额定
电流和负载情况先确定电动机的最小连续电流 I d m in , 一般依经验取额定电流的 5 % 左右, 从 而可算出串接电抗器的最小值 L = 2 2 U 2sin I d m in = 2 2 U2 I d m in = 2 . 87 10
)-
2 U2 w L [ cos - cos( w t + 该为 : I d min = = = 显然 , I d m in 是控制角 1
0
cos ]
在电抗器参数一定的条件下, 如果负载电流连续, 那么电机平均电流的最小值 I d m in 应
i d ( w t ) d( w t ) [ cos - cos( w t + )2 w t cos ] d( w t ) ( 5)
ON CALCULATING METHOD OF SERIES REACTOR IN THYRISTER DC REGULATING SPEED SYSTEM
Wang Shengde ( Dep ar t ment of El ect roni c Engineer ing , Zhengz hou University )
Abstract Key words
Propose a calculat ing method of series react or in thyrist er DC regulat ing speed DC reguቤተ መጻሕፍቲ ባይዱating speed system; series reactors; rect ificating circuits
3
结
论
在可控硅直流调速系统中 , 采用本方法计算平波电抗器的参数行之有效, 虽然忽略了电 枢回路的等效电阻 R , 但计算结果产生的误差很小, 不影响本方法的使用 , 这在实践中已得 到证实.
57
可控硅直流调速系统中平波电抗器的 计算
王生德
参
考
文
献
1 2
陈伯时 . 电力拖动自动控制系统 . 北京 : 机械工业出版社 , 1992 黄俊 , 王兆安 . 电力电子变流技术 , 北京 : 机械工业出版社 , 1996