TCR課程設(shè)計(jì)文庫(kù)

設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)4

晶閘管可控電抗器（TCR）電路的設(shè)計(jì)12016-8-20設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)一個(gè)TCR型式的三相低壓動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)主電路，實(shí)現(xiàn)沖擊性負(fù)荷的無(wú)功功率的跟隨性補(bǔ)償。設(shè)計(jì)條件與指標(biāo)1、三相交流低壓系統(tǒng)，額定電380V/220V；2、TCR額定輸出功率500kva

r；3、三相電源電壓對(duì)稱，三相負(fù)荷平衡且對(duì)稱22016-8-20設(shè)計(jì)方案方案一（TCR為Y型接法）32016-8-20方案二（TCR為三角形接法）三相電源三相對(duì)稱負(fù)載TCR方案比較（與Y型接法相比，三角形接法的優(yōu)缺點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn)：1、諧波少。由于三相對(duì)稱負(fù)載相電流中3的整數(shù)倍次諧波的相位和大小都相同，所以他們只在三角形回路內(nèi)流動(dòng)，而不出現(xiàn)在線電流中。因此，三角形連接電路線電流中諧波含量少于三相三線星形電路。2、控制方便。三角形接法中，TCR每一相所承受的電壓為線電壓，故可以按照單相控制的方法來(lái)分析控制。52016-8-20缺點(diǎn)：晶閘管承受的電壓高通過(guò)比較，選取方案二參數(shù)計(jì)算根據(jù)需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率計(jì)算出TCR電路電抗額定相電壓U

N

220

VTCR額定輸出功率由得QN

500Var)262016-8-20(

3U

Q

N

N

L

39U

2

9U

2L

N

N

0.0027

QN

2

fQN根據(jù)每項(xiàng)負(fù)載的無(wú)功功率、阻抗角和電阻電抗的關(guān)系計(jì)算出負(fù)載電阻和電容。令負(fù)載阻抗角為45度，即

45oR

Ctan

1

1

CR

1

由得sinQU

2所以又因?yàn)?R

2

(

1

)2

N

sin

N

CR

N

0.1452

2QNC

1

1

0.022F

R2

fR72016-8-203U

2

sin

通過(guò)比較，選取方案二Time

(s)00.020.040.06

0.08

0.1Time

(s)1.5K1K0.5K0K-0.5K-1K-1.5K仿真結(jié)果為：VAR_LOAD

VAR_TCR負(fù)載損耗無(wú)功和TCR補(bǔ)償無(wú)功相等600K400K200K0K-200K-400K-600K0

0.020.040.060.08

0.1IaVa補(bǔ)償后電壓和電流的相位基本保持同步由于方案二補(bǔ)償無(wú)功不能隨著負(fù)載無(wú)功損耗的變化而變化，故對(duì)方案二改進(jìn)如下：92016-8-20控制角計(jì)算模塊說(shuō)明會(huì)得到一個(gè)脈沖波

這個(gè)脈沖波形的脈寬先將一相的負(fù)載電流和負(fù)載電壓通過(guò)電流和電壓互感器讀入。再將讀入的

vd和i

d與零進(jìn)行比較將他們的波形變?yōu)榉讲āＨ缓?，將得到的兩個(gè)方波進(jìn)行比較便會(huì)得到一個(gè)脈沖波，這個(gè)脈沖波形的脈寬就反映了vd和i

d之間的角度（阻抗角）。通過(guò)乘除法模塊就可以計(jì)算出一相的無(wú)功功率。由于負(fù)載為三相對(duì)稱的，故總無(wú)功功率為一相的三倍。通過(guò)dl

l模塊，運(yùn)用程序查表得到該無(wú)功所對(duì)應(yīng)的α角（單位為角度）。102016-8-20觸發(fā)脈沖產(chǎn)生模塊說(shuō)明信號(hào)

值

門控信號(hào)通過(guò)α控制器產(chǎn)生觸發(fā)脈沖α控制器：有三個(gè)輸入，同步信號(hào)、α值、門控信號(hào)。同步信號(hào)由低到高的轉(zhuǎn)變（0到1

），提供了同步，并且與α角等于零的時(shí)刻相一致。會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，并傳到晶閘管。α角的數(shù)值會(huì)即時(shí)更新。112016-8-20仿真結(jié)果00.020.040.060.10.120.140.16Ti (

)4020060S4.V310080控制角計(jì)算模塊計(jì)算出的α角負(fù)載無(wú)功為500Var時(shí)α=600.08Tim

e

(s)0.020.030.040.060.070.080.05Tim

e

(s)0.80.60.40.201S2.1S2.2S2.3S2.4S2.5S2.6產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖同步信號(hào)與觸發(fā)脈沖的對(duì)應(yīng)關(guān)系00.020.040.060.08Tim

e

(s)0.10.120.140.16600K400K200K0K-200K-400K-600KVAR31VAR32負(fù)載損耗無(wú)功500kvarTCR補(bǔ)償無(wú)功500kvar00.020.040.060.10.120.140.160.08T

im

e

(s

)0K-1K-2K1K2KIaV1補(bǔ)償后電壓和電流的相位基本保持同步當(dāng)負(fù)載無(wú)功損耗改變時(shí)，仿真結(jié)果：00.020.040.060.10.120.140.16Ti (

)4020060S4.V310080控制角計(jì)算模塊計(jì)算出的α角00.020.040.06