基于晶閘管的長網(wǎng)造紙機傳動系統(tǒng)主電路設(shè)計

【摘要】本文主要針對長網(wǎng)造紙機傳動系統(tǒng)中的主電路進(jìn)行了分析和設(shè)計，主要包括晶閘管的選擇，整流變壓器容量計算及平波電抗器的選擇，經(jīng)證明，本文闡述的設(shè)計符合工廠的設(shè)計要求。

【關(guān)鍵詞】長網(wǎng)造紙機；主電路；晶閘管；整流變壓器；平波電抗器

造紙機是由多臺電動機聯(lián)合拖動的，造紙機的傳動點通常有十幾個，分別用于網(wǎng)部傳動，干燥部傳動，壓光和卷紙機傳動。其典型造紙機示意圖1所示。

圖1 造紙機示意圖

由于造紙機是由多個電動機傳動，因此為保證紙的質(zhì)量，要求每個單元的傳動速度偏差一般不超過±0.5%到1.0%，對特定的紙質(zhì)在高速時轉(zhuǎn)速偏差必須控制在0.5%。除此以外，由于造紙機上的紙要受到牽引力的作用，因此造紙機各個部分的速度會不同，一般來說各傳動點是逐步提高的，僅在干燥部的速度稍微低或不變，但最后的卷紙部分則要求線速度不變。

1.系統(tǒng)整體框圖

基于以上的分析，本系統(tǒng)采用直流調(diào)速雙閉環(huán)系統(tǒng)（如圖2所示）。采用直流調(diào)速，是因為它適于調(diào)速性能較高的場合；使用雙閉環(huán)系統(tǒng)，是為使此系統(tǒng)能夠自動調(diào)節(jié)并且轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載及電網(wǎng)電壓等外界擾動而變化，而其中的電流環(huán)主要克服電網(wǎng)電壓變化，轉(zhuǎn)速環(huán)主則要是克服負(fù)載擾動。

圖2 系統(tǒng)整體框圖

2.主電路設(shè)計思路

長網(wǎng)造紙機的主電路如圖3所示。

圖3 主電路

2.1 整流變壓器接法

2.2 整流電路的設(shè)計及保護(hù)

2.2.1 整流電路的設(shè)計

本系統(tǒng)中采用的整流電路為三相橋式全控整流電路。與其他三相整流電路相比，其具有以下優(yōu)點：

（1）一周期輸出電壓波頭數(shù)為6個，脈動性小，帶負(fù)載能力強。

（2）α=0時，輸出電壓為是3個線壓電的最高點。

（3）負(fù)載上所加電壓為線電壓。

2.2.2 晶閘管的保護(hù)

在整流橋中，還應(yīng)對晶閘管進(jìn)行一些的保護(hù)措施。在交流回路中，電感性回路的開與關(guān)，整流變壓器的合閘和開閘，快速熔斷器的熔斷以及電源側(cè)侵入的浪涌電流等，都會產(chǎn)生過電壓。為了防止這些過電壓，采用阻容保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)。

晶閘管的電流過載能力比一般的電器設(shè)備差得多，因此過電流是不可避免的，其任務(wù)是當(dāng)電路一旦出現(xiàn)過電流，在元件燒毀之前，迅速地消除過電流現(xiàn)象。因此，本系統(tǒng)采用快速熔斷器保護(hù)元件。與普通熔斷器相比，它具有快速熔斷的特性。通常當(dāng)電流過5倍額定電流時，熔斷時間小于0.02S。

2.3 直流電機的選型

本系統(tǒng)所用的直流電機為他勵直流電動機，因為他勵直流電動機進(jìn)行調(diào)速控制時，不影響其磁場，具有良好的控制特性。根據(jù)國內(nèi)造紙機的要求（Pn=22KW）選擇電動機的型號為Z2—T2（適合于直流調(diào)速范圍電氣傳動）。

2.4 平波電抗器的設(shè)計

在本系統(tǒng)中，使直流負(fù)載得到平滑的電流，通常在輸出電路時串入帶有氣隙的鐵芯抗器，即平波電抗器。

3.主電路元器件選取計算

3.1 整流變壓器電壓、電流計算

3.3 晶閘管的選擇

晶閘管的額定電流必須大于元件在電路中實際承受的最大電壓。考慮電源電壓的波動和抑制后的過電壓，晶閘管的額定電壓必須大于線路實際承受最大電壓的2-3倍。

3.3.1 峰值電壓（BDT）

查的電壓等級為9級

3.3.2 額定電流

由于晶閘管電流過載能力差，且電阻在冷態(tài)時阻值很小，故有較大的啟動電流；在電動機負(fù)載時，最大輸出電流Id要考慮啟動電流過載倍數(shù)與電動機允許的過載能力?？紤]了上述因素后，晶閘管的額定電流It（av），還要比查表計算值達(dá)1.5-2倍。

額定通態(tài)平均電流為：

K為波形系數(shù)，查表為0.367。因此，晶閘管的型號規(guī)格為KP100-9。

參考文獻(xiàn)

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