12V8000A電鍍電源設(shè)計(jì)說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書 12V/8000A電鍍電源設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱 專 業(yè)： 班 級(jí)： 完成時(shí)間： 2015年7月 專心-專注-專業(yè)摘 要 在冶金工業(yè)的電鍍工藝中常需要提供低電壓大電流可調(diào)直流電源。為應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，需要設(shè)計(jì)輸出直流電壓012V可調(diào)，輸出直流電流08000A可調(diào)的低電壓大電流直流電鍍電源。首先分析了電鍍電源的設(shè)計(jì)要求和低電壓大電流可調(diào)直流電源的工作原理。確定了帶平衡電抗器的雙反星可控整流電路的總體方案，對(duì)主電路、控制電路、保護(hù)電路等單元電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算，選擇和校驗(yàn)了KP4000晶閘管、SG

2、-50KVA變壓器、平衡電抗器、負(fù)載電阻和電抗等元器件。最后利用MATLAB仿真軟件建立了Simulink仿真模型，并進(jìn)行了Simulink仿真，仿真的結(jié)果能實(shí)現(xiàn)電壓在012V可調(diào)，且輸出電流為08000A，證明完成了設(shè)計(jì)任務(wù)要求，滿足設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)要求。 關(guān)鍵詞： 電鍍電源；主電路；控制電路；保護(hù)電路；仿真目 錄 000111335890111 緒論 1.1 課題背景與意義電力電子技術(shù)就是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。電力電子技術(shù)就是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電鍍電源主要應(yīng)用于鋁、鎂、鋅、鉛、銅、錳、二氧化錳等有色金屬電解；黃金、

3、白銀貴重金屬冶練；釹鐵硼等稀土冶練；硬質(zhì)合金、金剛石冶練；食鹽水、鉀鹽電解制燒堿、鉀堿、制鈉；氯化鉀電解制氯酸鉀、高氯酸鉀；碳素廠、碳化硅、耐火材料電加熱等，以及其它各類大功率高頻開關(guān)電源。電鍍電源特點(diǎn)：  （1）體積小、重量輕：體積與重量為可控硅電源的1/5-1/10，便于您規(guī)劃、擴(kuò)建、移動(dòng)、維護(hù)和安裝。 （2）節(jié)能效果好：開關(guān)電源由于采用了高頻變壓器，轉(zhuǎn)換效率大大提高，正常情況下較可控硅設(shè)備提高效率10%以上，負(fù)載率達(dá)70%以下時(shí)較可控硅設(shè)備提高效率30%以上。 （3）輸出穩(wěn)定性高：由于系統(tǒng)反應(yīng)速度快（微秒級(jí)），對(duì)于網(wǎng)電及負(fù)載變化具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，輸出精度可優(yōu)于1%。開關(guān)電源的工

4、作效率高、所以控制精度高，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。 （4）輸出波形易于調(diào)制：由于工作頻率高，其輸出波形調(diào)整相對(duì)處理成本較低，可以較方便的按照用戶工藝要求改變輸出波形。這樣對(duì)于工作現(xiàn)場(chǎng)提高工效，改善加工產(chǎn)品質(zhì)量有較強(qiáng)作用。在電鍍等工業(yè)應(yīng)用中，經(jīng)常需要低電壓大電流的可調(diào)直流電源。如果采用三項(xiàng)橋式電路，整流器件的數(shù)量很多，且需要控制電路調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖，還有兩個(gè)管壓降損耗，降低了效率。在這種情況下，可采用帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路，簡(jiǎn)稱雙反星形電路?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備使用的換流裝置的容量越來越大，數(shù)量也越來越多。大量的諧波電流注入電網(wǎng)，就會(huì)嚴(yán)重地威脅電網(wǎng)的安全運(yùn)行，危害其它用電設(shè)備及自動(dòng)化儀表等。所以

5、，了解分析、抑制電力系統(tǒng)諧波，限制諧波發(fā)生源注入電網(wǎng)的諧波含量將越來越受到重視。相比較而言，雙反星形可控整流電路具有電路簡(jiǎn)單，調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)，為使變壓器的鐵心不飽和，就需要增大鐵心面積，這樣就增大了設(shè)備的容量。生產(chǎn)實(shí)際中只用于對(duì)輸出波形要求不高的小容量的場(chǎng)合。在中小容量、負(fù)載要求較高的晶閘管的可控整流裝置中。1.2 發(fā)展現(xiàn)狀隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電鍍電源從60年代的直流發(fā)電機(jī)組和硅整流器發(fā)展到70年代的可控硅調(diào)壓、穩(wěn)壓的直流電源；80年代出現(xiàn)了可控硅斬波的脈沖電源；隨著現(xiàn)代功率電子器件的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，90年代又出現(xiàn)了高頻、窄脈沖電流電解加工電源。電解電源的每一次變革都引起電解加工工藝的新發(fā)展電

6、解加工脈沖電源隨著功率半導(dǎo)體開關(guān)器件的發(fā)展而發(fā)展，而在電鍍等工業(yè)應(yīng)用中，經(jīng)常需要低電壓大電流（例如幾時(shí)伏，幾千至幾萬安）的可調(diào)直流電源。在這種情況下，可采用帶平衡電抗器的雙反星可控整流電路，這種電路符合電鍍電源低電壓大功率的基本要求。主電路結(jié)構(gòu)由兩組三相半波電路并聯(lián)，晶閘管陽極并聯(lián)與負(fù)載連接，二次側(cè)兩組變壓器并聯(lián)分別連接到平衡電抗器兩側(cè)?？刂品绞讲捎眉捎|發(fā)器產(chǎn)生脈沖對(duì)晶閘管的導(dǎo)通進(jìn)行控制。低電壓大電流電路目前的最大功率可達(dá)到12000W。1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是設(shè)計(jì)一個(gè)12V/8000A電鍍電源，已知交流電源：三相380V，整流輸出電壓在012V連續(xù)可調(diào)，整流輸出電流最大值：80

7、00A。為冶金工業(yè)的電鍍工藝提供低電壓大電流可調(diào)直流電源。 此次的設(shè)計(jì)任務(wù)首先是根據(jù)課程設(shè)計(jì)題目對(duì)整體方案的技術(shù)進(jìn)行論述，構(gòu)造整體設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)框圖，然后是對(duì)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流的主電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析，接著分別對(duì)各部分電路進(jìn)行的功能進(jìn)行具體描述、說明，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求和給出的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，求出整流器件參數(shù)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇整流器件具體型號(hào)，確定整流變壓器變比及容量，最后則是對(duì)整流電路的建模與仿真。各章節(jié)的內(nèi)容安排如下：第1章 緒論，主要寫了電解電源在現(xiàn)代工業(yè)中的發(fā)展歷程，并對(duì)其發(fā)展現(xiàn)狀也做了簡(jiǎn)單的說明。第2章 主電路設(shè)計(jì)，主要寫了主電路的設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)、電路原理圖和參數(shù)的相關(guān)計(jì)算與器件選

8、擇。第3章 控制電路的設(shè)計(jì)，主要寫了控制芯片的介紹和外圍電路的設(shè)計(jì)。第4章 保護(hù)電路設(shè)計(jì)，主要寫了保護(hù)電路的簡(jiǎn)介、過電壓保護(hù)電路和過電流保護(hù)電路的設(shè)計(jì)。第5章 仿真分析，主要寫了MATLAB軟件介紹、仿真模型建立和仿真結(jié)果分析。2 主電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)與主電路原理圖2.1.1 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) （1）輸入電壓380V； （2）輸出直流電壓調(diào)整范圍012V； （3）輸出直流調(diào)整范圍08000A。2.1.2 主電路原理圖圖1 12V/8000A電鍍電源主電路2.2 參數(shù)計(jì)算與器件選擇根據(jù)帶平衡電抗器的雙反星形可控整流電路的輸出電壓和電流的計(jì)算公式以及設(shè)計(jì)所要求指標(biāo)，通過計(jì)算可以得到各元器件的

9、參數(shù)。2.2.1 可控整流晶閘管的選取平衡電抗器兩端電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下（1）式所示： （1）整流輸出電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下（2）式所示： （2） 將和的波形用傅氏級(jí)數(shù)展開，可得當(dāng)=0時(shí)和，即 （3） （4）由式（1）和（2）可得 （5） （6）在負(fù)載為阻感負(fù)載時(shí)，控制角的移相范圍為，雙反星電路是兩組三相半波電路的并聯(lián)，所以整流電壓平均值與三相半波整流電路的整流電壓平均值相等，在不同控制角時(shí) （7）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在=時(shí)，=12V時(shí)，代入（7）式，可得變壓器二次側(cè)相電壓為： （8）變壓器二次側(cè)電流即晶閘管的有效值為： （9）流過每個(gè)晶閘管的平均電流為： （10）晶閘管承受的最大反向電壓為： （11

10、） 考慮安全裕量時(shí)，晶閘管的額定電壓和額定電流分別為： （12） （13）根據(jù)晶閘管的額定電壓和額定電流可選擇型號(hào)為KP4000的普通晶閘管，其規(guī)格參數(shù)為額定正向平均電流4000A，反向重復(fù)峰電壓為500-4000V，控制方向?yàn)閱蜗?，功率特性為大功率?.2.2 變壓器的選取由輸入線電壓為380V可知變壓器一次側(cè)相電壓為： （14）則變壓器變比為： （15）可算得變壓器容量為： （16）根據(jù)以上幾個(gè)參數(shù)，可將額定容量上調(diào)至50KW進(jìn)行選擇，因此可選擇愛克賽電氣公司生產(chǎn)的型號(hào)為SG-50KVA的三相干式變壓器，其額定功率為50KW，工作方式為低頻，鐵心形式為星式，變比可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行設(shè)定。2

11、.2.3 平衡電抗器的選取 由于主要諧波為三次，所以感抗為2，而最大環(huán)流為： （17） 可得平衡電抗器的計(jì)算公式為： （18） 由（18）式可得=7H，因此可選擇大小為7H的平衡電抗器。2.2.4 負(fù)載電阻的選取 以電流最大時(shí)選擇負(fù)載電阻，由（19）式可得： （19） R=0.0015。3 控制電路的設(shè)計(jì)3.1 KJ004的工作原理 控制電路選擇模擬集成觸發(fā)電路KJ004，KJ004可控硅移相觸發(fā)電路適用于單相、三相全控橋式供電裝置中，作可控硅的雙路脈沖移相觸發(fā)。KJ004器件輸出兩路相差180度的移相脈沖，可以方便地構(gòu)成全控橋式觸發(fā)器線路。KJ004電路具有輸出負(fù)載能力大、移相性能好、正負(fù)半

12、周脈沖相位均衡性好、移相范圍寬、對(duì)同步電壓要求低，有脈沖列調(diào)制輸出端等功能與特點(diǎn)。原理圖如下：圖2 KJ004電路原理圖如圖2 所示，點(diǎn)劃框內(nèi)為KJ004的集成電路部分，它與分立元件的同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路相似。V1V4等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓經(jīng)限流電阻R20加到V1、V2基極。在的正半周，V1導(dǎo)通，電流途徑為(+15VR3VD1V1地)；在負(fù)半周，V2、V3導(dǎo)通，電流途徑為(+15VR3VD2V3R5R21(15V)。因此，在正、負(fù)半周期間。V4基本上處于截止?fàn)顟B(tài)。只有在同步電壓0.7V時(shí)，V1V3截止，V4從電源十15V經(jīng)R3、R4取得基極電流才能導(dǎo)通。電容C1接在V5的基極和集電極之

13、間，組成電容負(fù)反饋的鋸齒波發(fā)生器。在V4導(dǎo)通時(shí)，C1經(jīng)V4、VD3迅速放電。當(dāng)V4截止時(shí)，電流經(jīng)(+15VR6C1R22RP1(15V)對(duì)C1充電，形成線性增長(zhǎng)的鋸齒波，鋸齒波的斜率取決于流過R22、RP1的充電電流和電容C1的大小。根據(jù)V4導(dǎo)通的情況可知，在同步電壓正、負(fù)半周均有相同的鋸齒波產(chǎn)生，并且兩者有固定的相位關(guān)系。V6及外接元件組成移相環(huán)節(jié)。鋸齒波電壓、偏移電壓、移相控制電壓UC分別經(jīng)R24、R23、R26在V6基極上疊加。當(dāng)ube6>+0.7V時(shí)，V6導(dǎo)通。設(shè)、為定值，改變UC，則改變了V6導(dǎo)通的時(shí)刻，從而調(diào)節(jié)脈沖的相位。V7等組成了脈沖形成環(huán)節(jié)。V7經(jīng)電阻R25獲得基極電流

14、而導(dǎo)通，電容C2由電源+15V經(jīng)電阻R7、VD5、V7基射結(jié)充電。當(dāng) V6由截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，C2所充電壓通過 V6成為 V7基極反向偏壓，使V7截止。此后C2經(jīng) （+15VR25V6地）放電并反向充電，當(dāng)其充電電壓+1.4V時(shí)，V7又恢復(fù)導(dǎo)通。這樣，在V7集電極就得到固定寬度的移相脈沖，其寬度由充電時(shí)間常數(shù)R25和C2決定。V8、V12為脈沖分選環(huán)節(jié)。在同步電壓一個(gè)周期內(nèi)，V7集電極輸出兩個(gè)相位差為180°的脈沖。脈沖分選通過同步電壓的正負(fù)半周進(jìn)行。如在us正半周V1導(dǎo)通，V8截止，V12導(dǎo)通，V12把來自V7的正脈沖箝位在零電位。同時(shí)，V7正脈沖又通過二極管VD7，經(jīng)V9V11放大

15、后輸出脈沖。在同步電壓負(fù)半周，情況剛好相反，V8導(dǎo)通，V12截止，V7正脈沖經(jīng) V13V15放大后輸出負(fù)相脈沖。說明： （1） KJ004中穩(wěn)壓管VS6VS9可提高V8、V9、V12、V13的門限電壓，從而提高了電路的抗干擾能力。二極管VD1、VD2、VD6VD8為隔離二極管。 （2） 采用KJ004元件組裝的六脈沖觸發(fā)電路，二極管VD1VD12組成六個(gè)或門形成六路脈沖，并由三極管V1V6進(jìn)行脈沖功率放大。 （3） 由于 V8、V12的脈沖分選作用，使得同步電壓在一周內(nèi)有兩個(gè)相位上相差 的脈沖產(chǎn)生，這樣，要獲得三相全控橋式整流電路脈沖，需要六個(gè)與主電路同相的同步電壓。因此主變壓器接成D，yn1

16、1及同步變壓器也接成D，yn11情況下，集成觸發(fā)電路的同步電壓、分別與同步變壓器的、相接 RP1RP3為鋸齒波斜率電位器，RP4RP6為同步相位。3.2 基于KJ004的觸發(fā)電路設(shè)計(jì)三相橋式全控觸發(fā)電路由3個(gè)KJ004集成塊和1個(gè)KJ041集成塊（KJ041內(nèi)部是由12個(gè)二極管構(gòu)成的6個(gè)或門）及部分分立元件構(gòu)成，可形成六路雙脈沖，再由六個(gè)晶體管進(jìn)行脈沖放大即可，分別連到VT1，VT2，VT3，VT4，VT5，VT6的門極。在KJ041中1到6腳為6路單脈沖輸入，15到10腳為6路雙脈沖輸出，其模擬集成觸發(fā)電路圖如圖3所示：圖3 雙反星可控整流電路的集成觸發(fā)電路 根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求與經(jīng)驗(yàn)值，可得集

17、成觸發(fā)電路的各參數(shù)，在圖3中電位器RP1至RP6的大小為2.2K，電位器RP7、RP8的大小為6.8K，電阻R1到R3的阻值為2K，電阻R4到R12阻值為1.5K，R13到R18的阻值為1K，R19到R21為0.05K，電容C1到C6為0.01uF，電容C7到C9為0.02uF。同時(shí)，IGBT的型號(hào)選擇為IRG4PC40，二極管的型號(hào)選擇為HFA25。4 保護(hù)電路的設(shè)計(jì)4.1 過壓保護(hù)電路設(shè)計(jì)4.1.1 主電路器件保護(hù)電路晶閘管的過電壓能力較差，當(dāng)它承受超過反向擊穿電壓時(shí)，會(huì)被反向擊穿而損壞。如果正向電壓超過管子的正向轉(zhuǎn)折電壓，會(huì)造成晶閘管硬開通，不僅使電路工作失常，且多次硬開關(guān)也會(huì)損壞管子。

18、因此必須抑制晶閘管可能出現(xiàn)的過電壓，常采用簡(jiǎn)單有效的過電壓保護(hù)措施。對(duì)于晶閘管的過電壓保護(hù)可參考主電路的過電壓保護(hù)，我們使用RC阻容保護(hù)電路，電路圖如圖4所示：圖4 RC容阻過電壓保護(hù)電路圖4.1.2 RC參數(shù)的計(jì)算 單相整流電路RC參數(shù)計(jì)算的公式： （20）電容的耐壓計(jì)算公式為： （21）電阻的計(jì)算公式為： （22）上式中，表示變壓器每相平均計(jì)算容量（); 表示變壓器次級(jí)相電壓有效值（）； 表示勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù)，當(dāng)時(shí)，表示變壓器的短路比，變壓器容量為時(shí)，。上述和值的計(jì)算公式（20）和（22）是依單相條件推導(dǎo)得出的，對(duì)于此次電路的設(shè)計(jì)為三相電路，且變壓器一次側(cè)為連接，二次側(cè)為Y連接，參閱相關(guān)資料

19、可得電容和電阻為： 可得,。4.2 過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)4.2.1 快速熔斷器保護(hù)電路采用快速熔斷器是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種過電流保護(hù)措施。在選擇快速熔斷器時(shí)應(yīng)考慮： （1）電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)熔斷后快速熔斷器實(shí)際承受的電壓來確定。 （2）電流容量應(yīng)按其在主電路中的接入方式和主電路聯(lián)結(jié)形式確定?？焖偃蹟嗥饕话闩c電力半導(dǎo)體器件串聯(lián)連接，在小容量裝置中也可接于閥側(cè)交流母線或直流母線中。 （3）快速熔斷器的值應(yīng)小于被保護(hù)器件的允許值。 （4）為保證熔體在正常過載情況下不熔化，應(yīng)考慮其時(shí)間電流特性。 其電路圖如下圖5所示：圖5 快速熔斷器電壓保護(hù)電路圖4.2.2 快速熔斷器參數(shù)的確定 由式（9）得

20、出流過晶閘管的電流為，與晶閘管串聯(lián)的快速熔斷器應(yīng)符合下式要求： （23）將代入上式（23），可得。所以選擇型號(hào)為RL1-3500的熔斷器，其熔斷器額定電流為3500A。5 仿真分析 5.1 MATLAB仿真軟件介紹Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用

21、于或被要求應(yīng)用于Simulink。 Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 Simu

22、link®是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。. 構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB® 緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。5.2 仿真模型建立 打開MATLAB

23、軟件，在主界面輸入Simulink后，進(jìn)入工作界面后，點(diǎn)擊File，新建一個(gè)文件，具體步驟如下圖所示。 圖7 新建文件界面 圖8 新建空白文件然后在Simulink庫里選擇本次設(shè)計(jì)所需要的元器件，在搜索欄輸入元件的英文名，具體操作步驟如下面的圖所示。分別在SimPowerSystm庫、Simulink庫中選取各元件。各元器件如下所示： 在SimPowerSystm庫中選定有如下元件： 圖9 可控晶閘管模塊圖圖10 三相變壓器模塊圖 圖11 RLC模塊圖圖12 交流電源模塊圖在Simulink庫中選擇的器件為：圖13 脈沖信號(hào)模塊圖圖14 示波器模塊圖最后將各元器件放置于最初建立的空白文件中，通

24、過連線，以及加入示波器、三相電源，組成如圖15所示的仿真圖。圖15 電鍍電源仿真圖 5.3 仿真結(jié)果分析5.3.1 參數(shù)設(shè)置 對(duì)觸發(fā)脈沖裝置設(shè)置振幅為1，周期為0.02，占空比為10，時(shí)相延遲為（+30）*0.01/180，在為30和60參數(shù)設(shè)置具體情況如圖16所示。 圖16 Pulse參數(shù)設(shè)置電源參數(shù)設(shè)置，根據(jù)設(shè)計(jì)要求將頻率設(shè)為50HZ，相電壓設(shè)為220v，其相限角度設(shè)為，具體參數(shù)設(shè)置如圖17所示。 圖17 三相電源參數(shù)設(shè)置 變壓器根據(jù)設(shè)計(jì)的變比，容量進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，其具體參數(shù)設(shè)置如下圖18所示：圖18 變壓器參數(shù)設(shè)置晶閘管根據(jù)其承受的最大電流和電壓值進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，其具體參數(shù)設(shè)置如下19所示：

25、 圖19 晶閘管參數(shù)設(shè)置平衡電抗器采用兩個(gè)相等的電抗器連接，由中點(diǎn)引出與阻感負(fù)載連接，根據(jù)主電路中計(jì)算的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，其具體設(shè)置如圖20所示：圖20 平衡電抗器、阻感負(fù)載參數(shù)設(shè)置 5.3.2 仿真結(jié)果分析 通過參數(shù)設(shè)置后進(jìn)行仿真可得一系列的仿真結(jié)果，三相交流電壓輸入波形圖如圖21所示。 圖21 三相交流電壓輸入波形圖在觸發(fā)角為0度時(shí)的電壓、電流波形為：圖22 觸發(fā)角為0度時(shí)的波形圖在觸發(fā)角為30度時(shí)的電壓、電流波形為：圖23 觸發(fā)角為30度時(shí)的波形圖在觸發(fā)角為90度時(shí)的電壓、電流波形為：圖24 觸發(fā)角為90度時(shí)的波形圖 在觸發(fā)角為0度時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖25所示：圖25 觸發(fā)角為0

26、度時(shí)的示數(shù)圖 在觸發(fā)角為30度時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖26所示：圖26 觸發(fā)角為30度時(shí)的示數(shù)圖在觸發(fā)角為60度時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖27所示：圖27 觸發(fā)角為60度時(shí)的示數(shù)圖 在觸發(fā)角為90度時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖28所示：圖28 觸發(fā)角為90度時(shí)的示數(shù)圖將仿真結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，在觸發(fā)角為0度時(shí)的電壓計(jì)算值為12V、電流的計(jì)算值值為8000A，仿真結(jié)果為電壓11.82V、電流7927A；在觸發(fā)角為30度時(shí)電壓的計(jì)算值為10.3V、電流的計(jì)算值為6866.7A，仿真結(jié)果為電壓10.17V、電流6780A；在觸發(fā)角為60度時(shí)的電壓計(jì)算值為6V、電流計(jì)算值為4000A，仿真結(jié)果為電壓5.82、電流3927A；在觸發(fā)角為90度時(shí)的電壓計(jì)算值為0V、電流計(jì)算值為0A，仿真結(jié)果為電壓0.09、電流5.556A。設(shè)計(jì)的要求是電壓在0到12V之間可調(diào)，電流在0到8000A之間可調(diào)，仿真最大電流能達(dá)到7927A，且仿真值與理論計(jì)算值誤差在5以內(nèi)，所以仿真結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)要求。結(jié)束語通過此次對(duì)電力電