电磁涡流刹车整流箱电路分析文档格式.docx
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主回路操纵回路稳压电源同步电源触发器
电磁涡流刹车是利用电磁涡流产生一个与固定磁场相反的磁场,这两个极性相反的磁场将招架导体在磁场中的运动,形成下钻时的制动力,转子和定子均为高质量的磁性材料组成。
其优势是能在较低的转速下产生很高的扭矩,下钻时只需操纵位于司钻台上的司钻开关,便能调剂所需扭矩,主刹车的利用降至最低限度,从而极大地减少了刹车轮网及摩擦片的损耗。
另外,涡流刹车没有剩余扭矩,因此不需要利用单向聚散器。
整流箱是电磁涡流刹车设备中的一个配套部件,用于持续调剂刹车的输入直流电流,以使刹车输出所需的制动力矩。
三相可控硅调压与单相可控硅调压相较具有平稳电网用电负荷,提高电网功率因数和利用效率,在一样的输入电压下取得更大的调压范围等优势。
电路原理:
一、主电路
主电路由三相电源变压器,三相半波可控硅整流桥路,司钻开关及部份导线等部份组成,由于采纳了△/Y接电源变压器,既知足了输出电压的要求,又使进线电源和本机之间有了安全隔离,可控硅桥路采纳通用的三相半控桥整流电路,简单靠得住。
每一个可控硅元件并接有RC吸收回路,可控硅和整流管均采纳了快速熔断器爱惜元件,提高了靠得住性。
由手动按钮操纵防爆开关箱的吸合释放,可方便地操纵主电源的切入和断开,在主回路中还接有快速熔断器,避免主回路及线路或负载故障。
1、主回路
主回路采纳带续流二极管三相半控桥式整流电路,利用三只100A1200-1600V可控硅元件,三只50A,500V和一只100A,500V硅整流元件。
主回路如图一所示,三相电源接至主变压器T1,变换成三相210-250V电压,经快速熔断器至三相半控整流桥,输出直流电压到涡流刹车励磁线圈,因线圈为感性负载,直流输出端接续流二极管Z。
图一
整流桥的交流侧装有压敏电阻组成的吸收装置,吸收操作过电压,在硅元件两头并有RC电路吸收换向过电压。
三相半控桥式整流电路在脉冲触发装置上比较简单,只要为一、3、5号可控硅提供触发脉冲即可,用它来操纵共阴极组可控硅导通的时刻。
而长阳极级的二极管4、6、2号是不可控的,换相时刻固定在自然换相点。
图二
图三
操纵角a=30º
时,电路的工作情形见图二的a)、b)、c),其中a)为Ud1及Ud2对零点的电压波形,b)为d1与d2点输出电压Ud的波形,c)为对应导通件的编号。
在图a)中①点对1号可控硅发出触发脉冲,现在a相电位最高,b相电位最低,故电流由电源a相→1→L→R→6→b相回到电源,整流输出电压为线电压Uab,到了②点c相电位开始低于b相电位,因此长阳极组二极管自然换相,电流从6号管换流到2号管,导电元件变成一、2,输出电压为Uab,到③点时触发3号可控硅,它因经受正向电压而导通,并将1号可控硅关断,现在导电元件为3、2,输出电压为Ubc到④点时又发生自然换相,电流从2号管换流到4号管,导电元件为3、4,输出电压为Uba,如此周而复始的循环。
在<
60°
时,输出电压波形持续,释能二极管不工作。
当操纵角α=90°
时,电路的工作情形见图三的d)、e)、f),其中d)为Ud1及Ud2对零点的电压波形,e)为输出电压Ud波形,f)为对应导通元件的编号,在图d)中①点对1号可控硅发出触发脉冲,现在a相电位最高,c相电位最底,一、2导通,输出Uac电压,直到②点,Uac=0,一、2关断。
在②点的左侧,a与c相电压都已变成负值,但仍可造成电流流通或触发导通的条件,这告知咱们判定元件是不是有导通的条件(是不是经受正向电压)要看两相电压差值的极性。
由②到发出下一脉冲的③的区间。
桥式电路中各元件均不导通,整流输出电压为零,可是负载电流却不中断,它由电感L释放所储藏的能量,经释能二极管Z造成电流流通条件。
到③点发出3号可控硅的触发脉冲,3、4导通,输出Uba电压,Z关断,往下周而复始地循环转变。
由d1、d2点输出的平均电压Ud由两部份组成。
共阴极可控硅组的整流电压Ud1=,表示d1点对蒸馏变压器零点的电位差,共阳极二极管组的整流电压Ud2=-它表示d2点对变压器零点的电位差。
由于共阳极组在电压为负半波时导通,因此d2点电位低于变压器的零点,串联起来后,总的整流电压。
Ud=Ud1-Ud2=+=(1+COSa)
当a=0º
时,整流电压最大;
Udmax=×
(1+1)=E2,它与三相全控式整流电路的最大电压值一样。
当a加大,Ud减小,a=180º
时,Ud=0,其转变曲线如图四所示,其表达式为:
Ud/Udmax=1/2+COSa2/2三相桥式半控整流电路的移相范围为180º
,每相脉冲距离为120º
。
图四
二、操纵电路
操纵电路的作用是产生三个对主电源相位有稳固移相角的具有必然幅度和强度的脉冲信号,该三个脉冲之间具有固定的相序,脉冲的周期可随操纵电压的转变而转变,别离用来操纵各个可控硅的导通和截止,从而改变可控硅的输出电压,达到调压的目的。
操纵电路由稳压电源、操纵信号处置、输出器、同步电源及触发器等五部份电路组成。
操纵回路的框图如图所示,现分述如下:
来自电源来自电源
至可控桂
(1)稳压电源
由三个同步变压器别离提供两组Y连接,相电压为的电源,别离通过两组三相桥式整流,通过CW78M18B和CW79M18B三端固定集成稳压器,提供了+18V和-18V的0.5A的负载电流,三端固定集成稳压器靠得住性高,稳固性好;
温漂低,利用灵活方便,而且集成块内部具有过流、过热、短路爱惜和调整管安全工作区爱惜等多种完善的爱惜功能。
(2)操纵信号处置电路
操纵信号处置电路是一单相桥式整流滤波电路,其功能是把司钻开关副边输出的D一、D2经整流滤波后送入输出器。
(3)输出器
输出器是一个具有深度负反馈的二级直流放大器,是连接给定(即操纵)信号与整流触发器的过渡环节。
它具有使司钻开关输出的给定信号电压稳固性提高,并对该信号进行功放和限幅,从而保证了司钻开关输入电源升高时,而不使整流电源触发失控。
它能够改善给定信号与整流触发器之间的阻抗偶合,并使司钻开关输出的操纵信号倒相180°
,以知足操作利用的要求。
输出器由三部份组成,现将其工作原理作一分析。
由晶体管T27、T34通过二极管D42合组成两级电压串联负反馈电路。
输出器的输出电压Usc从T34的基极电流受T27的集电极电压所操纵,输出器的输出电压Usc直接全反馈到T27的发射极。
因此输出器是具有深度负反馈的两级放大器。
由于二极管D42的非线性特性,利用D42可对T34基极电流作自动调剂的作用,使T34工作稳固,D41作反向爱惜。
由电阻R41引入附加偏移电压U,这是依照整流触发器的需要设置的偏移电路,以便当司钻开关输出为零时,输出器输出一固定正极性的电压,使整流触发器脉冲的初始操纵角为180°
输出器的上限幅右D44、R70一、R801组成,下限幅利用二极管D43的压降来实现,上限幅的两个电阻依照调试值决定的,下限幅利用D43的压降简单的达到。
设置了限幅电路后,就可使Usc在之间,也确实是说保证整流装置在司钻开关调剂进程中,整流操纵角维持在15°
-180°
之间。
(4)同步电源
触发器的交流同步电压与主回路可控硅阳极电位按必然的相位关系对应起来,使触发器输出脉冲能正确地按元件导通顺序送到可控硅的操纵极上,以便整流装置正常工作。
因此要求外部输入的电源按A、B、C相序输入。
维修时注意维持连线点。
同步电源由三个单相变压器组成,原边接成△形,副边为中间抽头的2×
20V电源。
线路连接和同步信号关系表如图五所示如此取得一个比相应的阳极电压超前30°
及滞后30°
,210°
的操纵范围,保证了180°
范围内操纵的靠得住性。
图五
可控硅元件与同步信号关系表:
元件号
主回路电压
同步电压
a
UA
+Uab,-Uca
b
UB
+Ubc,-Uab
c
UC
+Uca,-Ubc
(5)触发器
触发器由同步电源输入回路,锯齿波形形成电路,移相脉冲形成电路、脉冲功放电路等四部份组成。
各部份原理如下:
(a)同步电源输入回路
由R31、R32、D9、D10组成,从电气原理图可知:
它使晶体管T22基极b在t1-t6时刻内具有正电位,使T22截止,而在t6-t8时刻内具有负电位,使T22导通。
因此T1的b极对0之间的波形UDO如图所示。
(b)锯齿波形成电路
由T22、T31、C3二、R501、R51、R33、R61组成,如图六所示。
为说明起见,设有图所示的恒源在t1时刻将开关K打开,则C32充电,电容器上端(E)点的电位将愈来愈负。
由于是恒流充电,因此C32两头的电压作线性转变,既Uc32=C132∫0tI(t)dt=I/C32t,到t6时刻,开关K合下,C32经K瞬时放电,C32两头电压降为零。
到
图六
T8重复t1进程,可得UC2的波形。
开关K的作用由T22完成,而T31、R501、R51、R33、R61即组成了恒流源电路因此C1两头取得线性度专门好的锯齿波。
(C)移相脉冲形成电路由T21、R71、R81、D7、D八、D6、C31组成,如图七所示,锯齿波形电压与直流操纵电压Usc迭加后作用到T21的b极,当T21的b极上电位由正植下降到约-,它克服了D7及T21be的发射结压降时,T21便饱和道通,使原先经D6、R81已经充好电荷的C31放电。
C31的放电回路为C+31、D5、R101、T2的发射结、T1的发射结、D7、T21、C-31、C31的放电电流差遣T1、T2迅速饱和,使脉冲变压器原边流过电流,副边有脉冲输出。
改变Usc的大小,就可改变T21导通时刻,实现脉冲移相。
图七
(d)脉冲功放电路采纳复合管,提高输出脉冲的徒度,以使最后的输出脉冲能具有较好的前沿徒度。
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- 关 键 词:
- 电磁 涡流 刹车 整流 电路 分析