图3-4 一次侧过电流保护电路
（1）熔断器额定电压选择：其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 本课题设计中变压器的一次侧的线电压为760V，熔断器额定电压可选择
800V。
（2）熔断器额定电流选择：其额定电流应大于或等于电路的工作电流。 本课题设计中变压器的一次侧的电流I1
I1?I2U2/U1=341?322.755/760?144.82A
熔断器额定电流 IFU?1.6I1?232A
因此，如图3-4在三相交流电路变压器的一次侧的每一相上串上一个熔断
器，按本课题的设计要求熔断器的额定电压可选400V，额定电流选232A。
3．5晶闸管的触发电路
晶闸管触发电路的作用是产生符合要求的门极触发脉冲，保证晶闸管在必要的时刻由阻断转为导通。晶闸管触发电路往往包括触发时刻进行控制相位控制电路、触发脉冲的放大和输出环节。触发脉冲的放大和输出环节中，晶闸管触发电路应满足下列要求：
（1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通，三相全控桥式电路应采用宽于60°或采用相隔60°的双窄脉冲。
（2）触发脉冲应有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流3～5倍，脉冲前沿的陡度也需增加，一般需达1～2A∕us。 （3）所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极的伏安特性的可靠触发区域之内。
（4）应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。
理想的触发脉冲电流波形如图4-1。
图4-1 理想的晶闸管触发脉冲电流波形
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t1~t2-----脉冲前沿上升时间（?1?s）
t1~t3----强脉冲宽度 IM---强脉冲幅值（3IGT~5IGT） t1~t4---脉冲宽度 I--脉冲平顶幅值（1.5IGT~2IGT）
本设计课题是三相全三相全控桥整流电路中有六个晶闸管，触发顺序依次为：VT1—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，晶闸管必须严格按编号轮流导通，6个触发脉冲相位依次相差60O，可以选用3个KJ004集成块和一个KJ041集成块，即可形成六路双脉冲，再由六个晶体管进行脉冲放大，就可以构成三相全控桥整流电路的集成触发电路如图4-2。
至VT6至VT5至VT4至VT3至VT2至VT1(15~10脚为6路双脉冲输出)(1~3脚为6路单脉冲输入)
图4-2 三相全控桥整流电路的集成触发电路
3．6双闭环调速系统的组成和设计
双闭环调速系统是建立在单闭环自动调速系统上的，实际的调速系统除要求对转速进行调整外, 很多生产机械还提出了加快启动和制动过程的要求,这就需要一个电流截止负反馈系统。
由5-1图启动电流的变化特性可知，在电机启动时, 启动电流很快加大到允许过载能力值Idm, 并且保持不变, 在这个条件下, 转速n得到线性增长, 当开到需要的大小时, 电机的电流急剧下降到克服负载所需的电流Ifz值,对应这种要求可控硅整流器的电压在启动一开始时应为IdmR?, 随着转速n的上
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升,U?IdmR??Cen 也上升, 达到稳转速时, U?IfzR??Cen。这就要求在启动过程中把电动机的电流当作被调节量, 使之维持在电机允许的最大值Idm, 并保持不变。这就要求一个电流调节器来完成这个任务。带有速度调节器和电流调节器的双闭环调速系统便是在这种要求下产生的。
图5-1 带截止负反馈系统启动电流波形
图5-2转速、电流双闭环直流调速系统原理框图
（注: ASR—转速调节器 ACR—电流调节器 TG—直流测速发电机 TA—电流互感器 UPE—电力电子装置 Un*—转速给定电压 Un—转速反馈电压 Ui*—电流给定电压 Ui —电流反馈电压）
为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调节
器，分别调节转速和电流，二者之间实行串级联接，如图5-2所示。这就是说把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。从闭环结构上看，电流调节环在里面，叫内环；转速调节环在外边，叫做外环，这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。 （1） 电流调节器的设计
1. 时间常数的确定
（1） 整流装置滞后时间常数，即三相桥式电路的平均失控时间 Ts=0.0017s。
（2）电流滤波时间常数Toi。三相桥式电路的每个波头的时间是3.3ms，为了基本滤平波头，应有（1~2）Toi=3.3ms，因此取Toi=2ms=0.002s。
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（3）电流环小时间常数之和T?i。按小时间常数近似处理，取。T?i=Ts+Toi=0.00
（4）电磁时间常数Tl的确定。由前述已求出电枢回路总电感。
Ll?K1U2IdminLlR???0.693?322.7550.1?220?10.17mH
则电磁时间常数 Tl?2. 选择电流调节器的结构
10.17mH0.56??0.0182s
根据设计要求?i?5%，并保证稳态电流无静差，可按典型I型系统设计电
流调节器。电流环控制对象是双惯性型的，因此可用PI型调节器，其传递函数为
WACR(s)?Ki(?is?1)?is （5-1）
式中 Ki------电流调节器的比例系数；
?i-------电流调节器的超前时间常数。
TlT?i0.01820.0037检查对电源电压的抗扰性能：
??4.92，参照表5-1的典型I型系统
动态抗扰性能，各项指标都是可以接受的，因此基本确定电流调节器按典型I型系统设计。
表5-1 典型I型系统动态跟随性能指标和频域指标与参数的关系
参数关系KT 阻尼比? 超调量? 上升时间tr 峰值时间tp 相角稳定裕度? 截止频率?c
0.25 1.0 0% ? ? 76.3 ?0.39 0.8 1.5% 6.6T 8.3T 69.9 ?0.5 0.707 4.3% 4.7T 6.2T 65.5 ?0.69 0.6 9.5% 3.3T 4.7T 59.2 ?1.0 0.5 16.3% 2.4T 3.6T 51.8 ?0.243/T 0.367/T 0.455/T 0.596/T 0.786/T 3. 计算电流调节器的参数
电流调节器超前时间常数： ?i?Tl=0.0182s， 电流开环增益：要求?i?5%时，取KIT?i?0.5， 所以 KI?0.50.5?1??135s.1 T?i0.003s7于是ACR的比例系数为
Ki?KI?iRKs??135.1?0.0182?0.56/?36?0.024?=1.594
式中，?为电流反馈系数其值为??10V/?IN?0.024；晶闸管装置放大系
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数Ks=36。
4. 校验近似条件
电流环截止频率：?ci?KI?135.1s?1 1)晶闸管整流装置传递函数的近似条件
13Ts?13?0.0017s?196.1s?1??ci
满足近似条件
2）忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件 31TmTl?310.21?0.0182?48.54s?1??ci 满足近似条件
3）电流环小时间常数近似处理条件 131TsToi?1310.0017s?0.002s?180.78s?1??ci 满足近似条件
5. 计算调节器电阻和电容
由图5-3，按所用运算放大器取R0=40k?，各电阻和电容值为
图5-3 含滤波环节的PI型电流调节器
Ri?Ki?R0?1.594?40k??63.76k?
Ci??iRi?0.0182s63.76k??0.285?10?6F
Coi?4ToiR0?4?0.00240?103F?0.2?10?6F?0.2?F
照上述参数，电流环可以达到的动态跟随性能指标为?i?4.3%?5%，满足设计要求。
（2）转速调节器的设计 1. 确定时间常数
（1）电流环等效时间常数1/KI。由前述已知，KIT?i?0.5，则
1KI?2T?i?2?0.0037s?0.0074s
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