一種泵升電壓再生制動控制電路的設(shè)計

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

4應(yīng)用實例分析

在一個DSP控制的同步電機伺服系統(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，有一定的實用價值。