2.2.2 系统的工作原理
在双闭环调速系统中，转速调节器的作用是对转速的抗扰调节并使之在稳态时无静差，其输出限幅值决定允许的最大电流。电力电子变换器把交流供电电压整流为供电动机使用的直流电压，电流调节器ACR的输出限幅电压换器的最大输出电压
。限制了电力电子变
。为了获得良好的静、动态性能和电流两个调节器一般都采
用PI调节器，转速、电流双闭环系统把主要被调量转速和辅助被调量电流分开加以控制，并以转速调节器ASR的输出电压
作为电流调节器ACR的电流给定信号，
再用电流调节器的输出电压Uc作为可控硅触发装置的移向控制电压。这样就组成了转速、电流双闭环调速系统。二者之间实行串级联接，这样就可以实现在起动过程中只有电流负反馈，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、动态性能。
双闭环调速系统的静特性在负载电流小于IdN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。
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3 主电路设计与参数计算
3.1 整流变压器计算
3.1.1 二次电压计算
电动机的额定电压为230V，为保证供电质量，应采用三相降压变压器将电源电压降低；为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰，主变压器采用D/Y联结。
U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角α加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算，即：
U2?(1~1.2)UN KUVb式中UN为电动机的额定电压，b为电网波动系数，一般取0.90~0.95；KUV为整流电压计算系数，
(1～1.2)——考虑各种因数的安全系数；根据设计要求，采用此公式。 取UN=230V, KUV=2.34，b=0.94 得U2=121.29V
3.1.2 变压器一次、二次侧电流计算
由表查得KIV=0.816, KIL=0.816
考虑变压器励磁电流得：二次相电流I2的计算
I2?KIVIdN
式中，KIV为二次相电流计算系数，IdN为整流器额定直流电流等于电动机的最大额定电流IN 得I2=0.816*291=273.456A 一次相电流I1的计算
I1?KILIN K式中，电压比K=U1/U2=380/121.29=3.13, IN=291A 得I1=0.816*291/3.13=75.8A
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3.1.3 变压器容量计算
S1?m1U1I1
S2?m2U2I2； S?12?(S1?S2)；
式中m1,m2--一次侧与二次侧绕组的相数； 由表查得m1?3,m2?3
380×75.8=86.412KVA S1?m1U1I1=3×
121.29×273.456=99.5 KVA S2?m2U2I2=3×
S?12?(S1?S2)=1/2（86.412+99.5）
=92.96KVA
取S=92.96KVA
3.2 整流器件计算
3.2.1 晶闸管的选择
晶闸管实际承受的最大峰值电压UTN，乘以（2～3）倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压UTN，即UTN=（2～3）KNTU2
整流电路形式为三相全控桥，查表得KUT=2.45，则
UTN=2.6*2.45*121.29=772.62v
3.2.2 晶闸管的额定电流
选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值ITN大于实际流过管子电流最大有效值IT ，即
ITN =1.57IT(AV)>IT 或 IT(AV)>
考虑（1.5～2）倍的裕量
IITI=Td=KId 1.571.57IdIT(AV)?(1.5~2)KId式中K=IT/（1.57Id）--电流计算系数。
此外，还需注意以下几点：
①当周围环境温度超过+40℃时，应降低元件的额定电流值。 ②当元件的冷却条件低于标准要求时，也应降低元件的额定电流值。 ③关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。
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由表查得 K=0.368，考虑(1.5～2)倍的裕量
IT?AV???1.5~2?KId
??1.5~2??0.36?8291
?16.0632~32.126A4取IT=315.27A。经查表可知：晶闸管的型号为KP(4CT)320。
3.2.3 过电压保护
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。 ⑴ 交流侧过电压保护
1）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。 本系统采用D-Y连接。S=92.96KVA, U2=121.29V
Iem取值：当 S=50~100KVA时，对应的Iem=4~1，所以Iem取3。
C≥6IemS/U2=6×3×92.96×10/121.29=113.79μF 耐压≥1.5Um =1.5×121.29×2=257.25V 选取150μF,耐压300V的铝电解电容器。
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Ush 选取: S=92.96KVA, S=50~100KVA，Ush=1~5，所以 Ush=3
R≥2.3 U2/S 取 R=0.4Ω
IC=2πfCUC×10-6=2π×50×150×121.29×10-6=5.715 A PR≥(3-4)ICR=(3～4) ×5.715×2=（195～262）W 选取电阻为0.4Ω，200W的金属膜电阻。
2）压敏电阻RV1的计算
121.29=222.96V U1mA=1.32U2=1.3×2×
流通量取5KA。选MY31-330/5型压敏电阻（允许偏差+10％）作交流侧浪涌过电压保护。
⑵ 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didt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。
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Ush233=2.3×121.29/92.96×103=0.36Ω Iem22
230=414～460V U1Ma?(1.8～2)UDC=(1.8～2.2) ×
选MY31-440/5型压敏电阻(允许偏差+10％)作直流侧过压保护。 ⑶ 闸管及整流二极管两端的过电压保护
查下表：
表2阻容保护的数值一般根据经验选定
晶闸管额定电流/μA
电容/μF 电阻/Ω 10 0.1 100 20 0.15 80 50 0.2 40 100 0.25 20 200 0.5 10 500 1 5 1000 2 2
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Um的1.1～1.15倍。
由上表得C=0.5μF，R=10Ω，
电容耐压≥1.5Um=1.5?6U2=1.5×6×120=441V
选C为0.2μF的CZJD-2型金属化纸介质电容器, 耐压为450V。
PR?fCUm?10?6=50?0.2?(3?120)2?10?6W=0.43W 选R为40?普通金属膜电阻器，RJ-0.5。
23.2.4 过电流保护
本系统采用电流截止反馈环节作限流保护外，还没有与元件串联的快速熔断器作过载与短路保护，用过电流继电器切断故障电流。
⑴ 快速熔断器的选择 接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管电流有效值IT=Id/1.732=18.25A/1.732=10.54A,故选用RLS-50的熔断器，熔体电流为50A。
⑵ 过电流继电器的选择 根据负载电流为18.25A，可选用吸引线圈电流为100A的JL14-11ZS型手动复位直流过电流继电器，整流电流可取1.25A。
3.3 平波电抗器的计算
为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器Ld，称平波电抗器。其主要参数有流过电抗器的电流一般是已知的，因此电抗器参数计算主要是电感量的计算。
⑴ 算出电流连续的临界电感量L1可用下式计算，单位mH。
L1?K1+15VU2 Idmin式中UcGS3524输入输入为与整流电路形式有关的系数，可由表查得；
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