铜陵学院毕业设计（论文）
4.2 整流电路保护装置的参数计算与选定
整流电路的交流侧直接与电网相连，直流侧又有很多的重要元器件，为了保证各元器件的安全与机床的稳定运行，为整流电路添加保护装置是很有必要的。
4.2.1 过电流保护
(1) 交流侧快速熔断器保护
快速熔断器在熔断时的电流为IN，经过下式计算：ITM?IN?1.57?ITM；ITM?2?0.577?462?533A，1.57?ITN?1.57?600?942A，即533A?IN?942A。
实际选取型号为RS3-750-700A的快速熔断器12只，其ITN为600A，满足上述要求。 本次设计变压器交流侧的线电压为380V，快速熔断器的额定电压可选择400V3只。
(2) 直流侧直流快速自动开关保护 由直流电动机的额定电流可以得出，实际选取型号为DS9-10/15的直流快速自动开关，其额定电压为1500V，额定电流为1000A，当直流侧电流在800-2000A范围外时，快速开关就会跳闸，阻止了电流地流通，防止了元器件的损坏。
4.2.2 过电压保护
(1) 交流侧过电压保护
我们需要在变压器的交流侧设置阻容保护装置来进行过电压保护，因为变压器的容量为160KVA远远大于5KVA。
变压器直流侧阻容吸收器的各参数：将采用与交流侧相同的接线法，这里我们取if%?5，通过以下算式可以得到：
11S1(4-11) C1?Cr??6If%2??6?5?53.3?1000?1402?27uF
33U3由此，我们实际取值为C1?30uF，C1的临界值Umax2?1.5Uc?1.5?3?140?360V。
电阻值R2为：
2Uk%U21402R2?3PY?3?2.3??3?2.3?SIfS.3?1035?2.54? 5(4-12)
实际取值为R2?3?。
阻容吸收器的电流Ic2为： Ic2?2?fcUc?10?6?2?3.14?50?30?3?140?10?6?2.28A
2电阻的总功率PR2为： PR2?(3?4)IC?4?2.282?3?62W 综合以上数据，在这里我们选择阻容吸收器原件如下：
电容选取油浸电容，电容值为30uF，额定电压为630V的电容3只，电阻选取绕线电阻，电阻值为，功率为1000W的电阻3只。
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孙啸：某冷轧机主传动直流调速系统设计
压敏电阻容定电压U1ma为：U1ma??(0.8?0.9)?压敏电阻承受的额定V峰值
?1.1?2?3?140?(419?472)V
实际选取型号为MY31-440/3的压敏电阻3只，其额定电压为440V，通过容量3KA。
(2) 直流侧过电压保护
根据交流侧压敏电阻的计算方法，可以选取压敏电阻MY31-440/3型1只，并联在整流装置直流侧。
4.2.3 晶闸管保护
取 Cp?1uF，Rp?5?
电容Cp耐压?(1.1?1.5)UTM?(1.1?1.5)?2?3?140?377?514V
2电阻Rp功率PRp?1.75fCUTM?10?6?1.75?50?(6?140)2?106?10W
实选油浸电容，1uF，630V12只，绕线电阻，10W12只。
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第5章 电流环、速度环与无环流逻辑切换装置的设计
直流电机调速反馈控制单元主要由电流内环，转速外环与无环流逻辑切换电路等部件构成。电流检测电路、电流调节器ACR与触发脉冲输出电路构成了电流内环；转速检测电路、转速调节器ASR与转速给定电路构成了转速外环；无环流逻辑切换电路能够保证反并联接的两套晶闸管整流装置不会同时进行整流工作，实现了直流电动机的可逆运行，保证了晶闸管整流电路的稳定运行。控制系统中还使用了锁0电路来确保机床稳定停车。图3-1为控制系统的框图。
5.1 电流内环
电流调节器ACR是电流内环的主要组成部分，其设计直接决定了电流内环的性能，电流内环的最大电流应该给定与转速调节器ASR的饱和幅值相同的给定值，其值为直流电动机的被允许的最大电流值，保护了机床的安全，达成了时间最优控制。三相交流电网电压波动可以通过电流内环来实现抗扰功能，保证了机床的平稳运行。。
5.1.1 电流检测装置
为了让电流负反馈信号Ui方向在直流电动机可逆运行时不发生变化，我们在直流电机调速反馈控制系统中共设置了两个电流调节器ACR和1个反号器，因此本系统将使用的电流检测装置不用去管Ui的极性。图5-1为电路互感装置与整流装置：
图 5-1电流检测装置
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孙啸：某冷轧机主传动直流调速系统设计
5.1.2 电流调节器ACR
比例积分调节器是一种非常常见的控制器，它包含了两种控制器的长处，而且弥补了各自的短处，起到了互相补完的效果，因此PI调节器在控制系统中得到了较为广泛的运用。电流调节器ACR将采用PI调节器形式来满足本设计的要求，其主要由型号为BG305的集成运放构成。电流调节器ACR的输出信号经过限幅和功率放大后产生了触发装置GT的移相控制信号Uct，它的输出最大值将被设定到上?8V。图5-2为其原理图：
图5-2两个调节器（ACR1与ACR2）的电气原理图
当电流检测装置检测到的主电路中的电流过大或过小时，电流调节器ACR就会产生动作，电流调节器ACR会将输出电压控制信号Uct的值变为?8V，触发脉冲也会被设定为??150?，从而保证了机床的安全。当机床停机时，锁0电路会将电流调节器ACR的Uct锁在0，保证机床正常停机。
5.2 转速闭环
电流环在转速环的里面，其是设计转速环的基石，转速环在调速系统中起主要的作用，电流环只起辅助作用，通过对其的设计来实现对直流电动机转速的控制。
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5.2.1 转速检测环节和电压隔离器
本次设计使用直流测速发电机来作为转速环的转速检测单元，它能够把直流电动机的转速转换为电压信号来实现转速的测定，其输出的电压信号与直流电动机的转速成正比，通过检测其输出的电压即可得到直流电动机当前时刻的转速。直流电压隔离器可以使直流测速发电机与控制系统互不影响。图5-3为其原理图：
图5-3转速检测和电压隔离装置原理图
5.2.2 转速调节器ASR
转速调节器ASR是由型号为BG305的线性集成运放组成PI调节器形式，使机床在运行时能够使转速稳定在给定值，当负载发生变化时能够及时作出调整，起到抗干扰的作用；此速度调节器可以实现无级调速，在稳态时无静差，能够很好地满足本设计的要。
5.2.3 转速给定及给定积分器
转速给定环节由给定电源GS，给定电位器等部件构成。为了满足本设计提出的要求，本系统将采用给定积分器作为本设计的给定装置。给定积分器能够利用其特性使直流电动机在加减速过程中速度均匀变化。图5-4为转速给定环节以及给定积分器原理原理图：
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