一種泵升電壓再生制動控制電路的設(shè)計(jì)

33相位同步控制電路

變流器工作于逆變狀態(tài)時，為了獲得較大的能量回饋，當(dāng)回饋線電流一定時，應(yīng)當(dāng)盡量在電網(wǎng)的高電壓段進(jìn)行能量回饋。因此變流器各功率開關(guān)器件的開關(guān)狀態(tài)與電網(wǎng)電壓的相位應(yīng)滿足如圖6所示的同步關(guān)系，為此設(shè)計(jì)了圖5所示的同步控制電路。圖5中，ug1～ug6分別為功率開關(guān)器件S1～S6的導(dǎo)通允許同步控制信號，將圖2和圖5中A、B、C對應(yīng)連接在一起，并將系統(tǒng)接入電網(wǎng)，無論相序怎樣變化，圖6所示的同步關(guān)系不變。在此同步關(guān)系下，理想的相電壓和相電流波形如圖7所示。設(shè)u1～u6分別為S1～S6的驅(qū)動控制信號，高電平導(dǎo)通，低電平關(guān)斷，驅(qū)動控制信號u1～u6可分別由保護(hù)信號、電壓控制信號Uv、電流控制信號Iv和同步控制信號UTi相與后獲得。

圖3電壓檢測與控制信號產(chǎn)生電路

圖5同步信號產(chǎn)生電路

圖7理想相電壓、相電流波形

圖6同步輸出波形

一種再生制動控制電路的設(shè)計(jì)

4應(yīng)用實(shí)例分析

在一個DSP控制的同步電機(jī)伺服系統(tǒng)中應(yīng)用時，要求能量回饋功率P=6.5kW，相電壓U=220V，變流器的最高開關(guān)頻率fmax=10kHz，最大允許電流是25A，設(shè)定ILH=20A,ILL=10A，UdL=630V,UdH=650V。

41扼流電抗器的計(jì)算扼流電抗器在此泵升電壓控制電路中起很重要的作用。對它主要有三個方面的要求，即電感量、工作頻率和工作電流。對電感量的要求取決于回饋電流的設(shè)定值和變流器額定開關(guān)頻率。假設(shè)能量回饋過程中，電抗器承受正向電壓為：ΔUon=，在ΔUon的作用下，回饋電流由ILL上升到ILH的時間為ton。每一個電抗器的電感值為L，當(dāng)IL=ILH時，變流器開關(guān)器件關(guān)斷，則ΔUon=L；ton=L

變流器開關(guān)器件關(guān)斷后的續(xù)流過程中，電抗器承受的反向電壓值為ΔUoff，在ΔUoff的作用下，電流從ILH下降到ILL的時間為toff,則ΔUoff=；ΔUoff=L；toff=Lf==；L=；由此可見，電抗器的電感量在UdH、ILH、ILL、L確定后，UdL越小，變流器功率開關(guān)的開關(guān)頻率越高。當(dāng)UdL最小、開關(guān)頻率最大時，需要的電感量最小，此時UdL=××220sin30°=270V為最小值。電感量的最小值Lmin=1.34mH。

42回饋功率P的估算

當(dāng)電網(wǎng)電壓一定后，回饋功率大小與回饋電流有關(guān)，回饋電流為：=；由于三相電壓的對稱性，能量回饋期間的平均電壓為：

U=(ua－ub)d(ωt)=uabd(ωt)=[×Usin(ωt＋)]d(ωt)

=2.34U

則

P=U=2.34U=7.7kW

滿足回饋6.5kW的要求。

5結(jié)語

通過示波器在上述同步電機(jī)伺服系統(tǒng)制動時捕捉到的電壓和電流波形如圖8所示，與理論分析一致,滿足設(shè)計(jì)要求。在上述系統(tǒng)中的應(yīng)用，說明此方法是可行的，有一定的實(shí)用價值。