武汉理工大学《电力拖动与控制系统》课程设计说明书
ASR的比例系数为
Kn?(h?1)?CeTm6?0.0173?0.196?0.17??10.26
2h?RT?n2?5?0.008?0.18?0.0234（4）检验近似条件
转速环截止频率为
KN?cn??1?KN?n?219.15?0.117?25.64s?1
1） 电流环传递函数简化条件
1KI1119.05??56.12??cn 满足简化条件 3T?i30.00422） 转速环小时间常数近似处理条件
1KI1119.05??29.70??cn 满足近似条件 3Ton30.015（5）计算调节器电阻和电容
转速调节器原理图如图2.6所示，取R0?40k?，则
图2.6 含给定滤波与反馈滤波的PI型转速调节器
Rn?KnR0?10.26?40?410.57k? 取400k? Cn??nRn?0.117?0.266?F 取0.25?F
440?103Con?4Ton4?0.015??1.5 取1.5?F 3R040?107
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（6）校核转速超调量
当h=5时，由表2查得，?n?37.6%，不能满足设计要求。实际上，由于表2是按线性系统计算的，而突加阶跃给定时，ASR饱和，不符合线性系统的前提，应该按ASR退饱和的情况重新计算超调量。
当h?5时，由表3查得?CmaxCb?81.2%，则
308?0.18?C?nT0.0234?n?2(max)(??z)*N?n?2?81.2%?1.5?0.196??9.48%?10%
CbnTm10000.17 能满足设计要求。
3 系统主电路设计
3.1主电路原理图及说明
目前具有多种整流电路，但从有效降低脉动电流保证电流连续和电动机额定参数的情况出发本设计选用三相桥式全控整流电路，其原理如图3.1所示，习惯将其中阴极连接在一起到3个晶闸管（VT1，VT3,VT5）称为共阴极；阳极连接在一起的3个晶闸管（VT2,VT4,VT6）称为共阳极，另外通常习惯晶闸管从1至6的顺序导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a,b,c三相电源相接的3个晶体管分别是VT1,VT3,VT5,共阳极组中与a,b,c三相电源相接的3个晶闸管分别是VT2,VT4,VT6。
图3.1 主电路原理图
其工作特点为：
1）每个时刻均需2个晶闸管同时导通，形成向负载供电的回路，其中1个晶闸管是
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共阴极组的，1个是共阳极组的，且不能为同一相的晶闸管。
2) 6个晶闸管的触发脉冲按的顺序相为位依次相差60?；共阴极组的脉冲依次差120?，共阳极组也依次差120?;同一相的上下两个桥臂即VT1与VT4，VT3与VT6，VT2与VT5脉冲相差180?。
3）整流输出电压Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样。
4）在整流电路合闸启动过程中或电流断续时，为保证电路的正常工作，需保证同时导通的2个晶闸管均有触发脉冲。
为了使元件免受在突发情况下超过其所承受的电压电流的侵害，在三相交流电路的交、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。
3.2主电路参数计算及选型 3.2.1 变压器参数的计算
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，这里选用的变压器的一次侧绕组采用Δ连接，二次侧绕组采用Y连接。
S为整流变压器的总容量，S1为变压器一次侧的容量，U1为一次侧电压，I1为一次侧
电流，S2为变压器二次侧的容量，U2为二次侧电压，I2为二次侧电流，m1、m2为相数，以下就是各量的推导计算过程。
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U2。
变压器副边电压的计算公式为：
U[1?ra(??1)]?nUT U2?NCUk%A(?B??)100式中，A?2.34,B?cos??cos30??0.866,C?0.5,Uk%?5,??0.9,UT?1V,n?2,
ra?INR308?0.18??0.252 UN2209
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则由以上参数可以求出
U2?220[1?0.252(1.5?1)]?2?143.84V
2.34?(0.9?0.866?0.5?0.05?1.5)这里取U2?150V。
一次侧和二次侧电流的计算：
k?I1?3U13?220??2.54 U2150I2377.22??148.51A k2.54I2?变压器容量的计算：
22?IN??1.5?308?377.22A 33S1?mU11I1?3?220?3?148.51?169.77KVA S2?m2U2I2?3?150?377.22?169.75KVA
Sn?U1?U2169.77?169.75??169.76KVA 223.2.2 平波电抗器的参数计算
整流输出的平均电压值
Ud?2.34U2cos?
取??0?，Ud?UN?220V。 则
U2?Ud220??94.02V
2.34cos?2.34最小的电枢电流值：
Id?0.1IN?0.1?308?30.8A
平波电抗器的电感值为：
L?0.693U294.02?0.693??2.12mH Id30.810
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3.2.3晶闸管整流元件参数的计算
晶闸管额定电压必须大于元件在电路中实际承受的最大电压Um，考虑到电网电压的波动和操作过电压等因素，还要放宽2~3倍的安全系数，即按下式选取
UTN?(2~3)Um?(2~3)?6U2?(2~3)?150?6?734.85~1102.27V
为使晶闸管元件不因过热而损坏，需要按电流的有效值来计算其电流额定值。即必须使元件的额定电流有效值大于流过元件实际电流的最大有效值。可按下式计算
IT(AV)?(1.5~2)KfbImax
当??0?时，三相全控桥电路Kfb?0.368，故计算的晶闸管额定电流为
IT(AV)?(1.5~2)KfbImax?(1.5~2)?0.368?308?1.5?255.02~340.03A
3.2.4 保护电路的选择
（1）过电压保护
通常分为交流侧和直流侧电压保护。前者常采用的保护措施有阻容吸收装置、硒堆吸收装置、金属氧化物压敏电阻。这里采用金属氧化物压敏电阻的过电压保护。
压敏电阻是有氧化锌，氧化铋等烧结制成的非线性电阻元件，它具有正反相同很陡的伏安特性，正常工作是漏电流小，损耗小，而泄放冲击电流能力强，抑制过电压能力强，此外，它对冲击电压反映快，体积又比较小，故应用广泛。
在三相的电路中，压敏电阻的接法是接成星形或三角形如图3.2所示。
图3.2 二次侧过电压压敏电阻保护
压敏电阻额定电压的选择可按下式计算：
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