一種泵升電壓再生制動(dòng)控制電路的設計

33相位同步控制電路

變流器工作于逆變狀態(tài)時(shí)，為了獲得較大的能量回饋，當回饋線(xiàn)電流一定時(shí)，應當盡量在電網(wǎng)的高電壓段進(jìn)行能量回饋。因此變流器各功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與電網(wǎng)電壓的相位應滿(mǎn)足如圖6所示的同步關(guān)系，為此設計了圖5所示的同步控制電路。圖5中，ug1～ug6分別為功率開(kāi)關(guān)器件S1～S6的導通允許同步控制信號，將圖2和圖5中A、B、C對應連接在一起，并將系統接入電網(wǎng)，無(wú)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u1～u6分別為S1～S6的驅動(dòng)控制信號，高電平導通，低電平關(guān)斷，驅動(dòng)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(dòng)控制電路的設計

4應用實(shí)例分析

在一個(gè)DSP控制的同步電機伺服系統中應用時(shí)，要求能量回饋功率P=6.5kW，相電壓U=220V，變流器的最高開(kāi)關(guān)頻率fmax=10kHz，最大允許電流是25A，設定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(gè)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定值和變流器額定開(kāi)關(guān)頻率。假設能量回饋過(guò)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(shí)間為ton。每一個(gè)電抗器的電感值為L(cháng)，當IL=ILH時(shí)，變流器開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷，則ΔUon=L；ton=L

變流器開(kāi)關(guān)器件關(guān)斷后的續流過(guò)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(shí)間為toff,則ΔUoff=；ΔUoff=L；toff=Lf==；L=；由此可見(jiàn)，電抗器的電感量在UdH、ILH、ILL、L確定后，UdL越小，變流器功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)頻率越高。當UdL最小、開(kāi)關(guān)頻率最大時(shí)，需要的電感量最小，此時(shí)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(chēng)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(mǎn)足回饋6.5kW的要求。

5結語(yǔ)

通過(guò)示波器在上述同步電機伺服系統制動(dòng)時(shí)捕捉到的電壓和電流波形如圖8所示，與理論分析一致,滿(mǎn)足設計要求。在上述系統中的應用，說(shuō)明此方法是可行的，有一定的實(shí)用價(jià)值。