三相橋式全控整流電路的可逆直流電力拖動(dòng)

1、鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院電子電力變流技術(shù)課程設(shè)計(jì) 08 級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè) 073 班級(jí)題 目基于三相橋式全控整流電路的可逆直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)姓 名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱(chēng) 二零一一 年 六 月 十九 日一、設(shè)計(jì)題目：基于三相橋式全控整流電路的可逆直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)二、設(shè)計(jì)條件：（1） 電網(wǎng)：380V，50Hz（2） 直流電動(dòng)機(jī)額定功率17Kw、額定電壓220V、額定電流90A、額定轉(zhuǎn)速1500r/min。（3） 變壓器漏感：0.5mH三、設(shè)計(jì)任務(wù)：（1） 晶閘管的選型。（2） 電源變壓器參數(shù)的計(jì)算。（3） 平波電抗器的計(jì)算。（4） 控制角移相范圍的計(jì)算。（5） 主電路圖的設(shè)計(jì)四、設(shè)計(jì)要求：（

2、1） 根據(jù)設(shè)計(jì)條件計(jì)算晶閘管可能流過(guò)的最大有效電流，選擇晶閘管的額定電流。（2） 分析晶閘管可能承受到的最大正向、反向電壓，選擇晶閘管的額定電壓。（3） 計(jì)算電源變壓器的變比，容量。（4） 計(jì)算平波電抗器的電感值，保證電流連續(xù)。（5） 根據(jù)設(shè)計(jì)條件，計(jì)算換相重疊角、最小逆變角、最小控制角。取得控制角移相范圍。（6） 畫(huà)出完整的主電路圖。五 .設(shè)計(jì)內(nèi)容：1. 根據(jù)設(shè)計(jì)條件計(jì)算晶閘管可能流過(guò)的最大平均電流、最大有效電流，選擇晶閘管的額定電流，分析晶閘管可能承受的最大正壓、最大反壓，選擇晶閘管的額定電壓，即晶閘管的選型。由于是三相橋式全控整流電路，所有的計(jì)算公式都按三相橋式全控整流電路的進(jìn)行計(jì)算，從

3、而得到電路的各個(gè)參數(shù)。（1）電壓計(jì)算：由于是三相橋式全控整流電路，所以晶閘管可能承受的最大正反向電壓是變壓器二次側(cè)電壓的倍，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的額定電壓是220V，根據(jù)=2.34cos所以當(dāng)時(shí)，最小的 =/2.34 cos=94.0V取，所以晶閘管可能承受的最大正反向電壓為=289.04V。（2）電流計(jì)算：因?yàn)榱鬟^(guò)電動(dòng)機(jī)的額定電流就是平均電流，因?yàn)樨?fù)載最大平均電流應(yīng)當(dāng)在電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52倍之間，所以二次回路中負(fù)載的最大平均電流為 =2=2x90=180A流過(guò)晶閘管的最大平均電流為 最大有效值 流過(guò)晶閘管的額定電流 所以晶閘管可能承受的最大正反電壓為289.04V，最大額定電流為66.2A，考慮晶

4、閘管電壓要用23倍的安全余量，選用晶閘管的通態(tài)平均電流為其實(shí)際正常平均值的1.52倍，使之有一定的安全余量，因此晶閘管的選型為額定電壓600V，額定電流=140A。2. 計(jì)算電源變壓器的二次側(cè)流過(guò)的最大有效電壓，計(jì)算變壓器的變比，計(jì)算變壓器的額定容量。（1）根據(jù) =2.34cos所以 =94.0V考慮到余量的問(wèn)題，變壓器二次側(cè)的額定電壓選為118V。（2）二次側(cè)最大有效電流的計(jì)算（3）容量的計(jì)算根據(jù)所算的容量，考慮到變壓器的實(shí)際情況所以選擇容量為30KVA的變壓器。（4）變比的計(jì)算：根據(jù)，可以得到變比為n=3.22:1。（5）計(jì)算電流，電壓的圖形。3. 根據(jù)電路參數(shù)計(jì)算平波電抗器的電感值，從而

5、保證電流的連續(xù)。為了保證電流的連續(xù)，平穩(wěn)負(fù)載電流的脈動(dòng)，一般在電路中要增加平波電抗器，保證整流電流在較大范圍內(nèi)連續(xù)，平波電抗器要選擇合適的電感值從而保證電流的連續(xù)。至于三相全控橋式整流電動(dòng)機(jī)負(fù)載的系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)載電流為最小臨界值時(shí)，為保證電流的連續(xù)，電樞回路中應(yīng)有的電感量L的表達(dá)式為 最小電流一般取電動(dòng)機(jī)額定值的（這里取得為），即代入公式中可以的到 L=18.2mH4. 根據(jù)設(shè)計(jì)條件，計(jì)算最小逆變角，從而估算出最小控制角，取得控制角的移相范圍。（1）計(jì)算最小逆變角為了防止逆變失敗，不僅逆變角不能等于零，而且不能太小，必須限制在某一允許的最小角度內(nèi)。逆變時(shí)允許采用的。式中，為晶閘管的關(guān)斷時(shí)間折合的電

6、角度，為安全欲量角。晶閘管的關(guān)斷時(shí)間，大的可達(dá)200-300m,折算到電角度約。至于重疊角，它隨直流平均電流和換相電抗的增加而增大。根據(jù)一般中小型可逆直流拖動(dòng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，約取。至于重疊角，其值約。這樣最小一般取。重疊角與和有關(guān)，當(dāng)電路參數(shù)確定后，重疊角就有定值。逆變時(shí)要求>,故存在如下關(guān)系： 因?yàn)槭侨鄻蚴饺卣麟娐?，所以每個(gè)周期內(nèi)有6個(gè)波頭，m=6。將=90A，=0.157，=118V的值代入到公式中可得，從而得到>。（2）計(jì)算最小控制角在應(yīng)用晶閘管交流器的可逆直流拖動(dòng)系統(tǒng)中，由于限制逆變角不得小于，為此整流控制角也必須不得小于。所以，從而保證電路從整流到逆變時(shí)，保證調(diào)節(jié)總能使

7、交流器輸出的最大逆變電壓和電樞電動(dòng)勢(shì)的最大值相平衡，滿足的條件，避免產(chǎn)生過(guò)電壓。因此，控制角的移相范圍：1.晶閘管在整流狀態(tài)時(shí)，控制角的移相范圍是，保證在一定范圍能恒導(dǎo)通。2. 晶閘管在逆變狀態(tài)時(shí)，逆變角的移相范圍是。5. 主電路圖六、心得體會(huì)通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有三相橋式全控整流電路的可逆直流電力拖動(dòng)系統(tǒng)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中雖然遇到了一些問(wèn)題，但經(jīng)過(guò)一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過(guò)親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但可喜的是最終都得到了解決。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也對(duì)團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，讓我們?cè)诤献髌饋?lái)更加默契，在成功后一起體會(huì)喜悅的心情。果然是團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之