毕业设计三相控整流电路不可控直流电力拖动系统

相控整流电路不可控直流电力拖动系统毕业设计

郑州航空工业管理学院

电力电子课程设计说明书

2008 级 电气工程及其自动化 专业 0806971班级

题 目三相桥式全控整流电路不可逆电力拖动系统 姓 名 时光文 学号 080697125 指导教师 孙 标 职称

二ОО九 年 六 月 二十三 日

相控整流电路不可控直流电力拖动系统毕业设计

一 .设计题目：三相桥式全控整流电路不可控直流电力拖动系统 二 .设计条件：

（1）电网：380V,50HZ;

（2） 直流电机额定功率17KW,额定电压220V,额定电流90A,额定转

速1500r/min.

（3）变压器漏感：0.5Mh 三 . 设计任务：

（1）晶闸管的选型。

（2）电源变压器参数的计算。 （3）平波电抗器的计算。

（4）控制角移相范围。 （5）主电路图的设计。 四 ．设计要求：

1. 根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大平均电流,最大有效电流，选择晶闸管的额定电流，分析晶闸管可能承受的最大正压，最大反压，选择晶闸管的额定电压。晶闸管的选型。

因为是三相桥式全控整流电路，所有的计算公式都按三相桥式全控整流电路的进行计算，从而得到电路的各个参数。

（1）电压计算：由于是三相桥式全控整流电路，所以晶闸管承受的最大平均电流是变压器二次侧电

压倍，因为电动机的额定电压是220V，根据

Ud=2.34U2cos ,所以U2=Ud/2.34 cos =94.0V.

U2=269.44V。

（2）电流计算：因为流过电动机的额定电流就是平均电流，二次回路中负载的最大平均电流为Idmax=2IN=2*80=180(A)，所以流过晶闸管的最大平均电流为

1IdTmax Idmax

60(A)最大有效值ITmax Idmax 103.93(A)，所以流过晶闸管

3的额定电流IT(AV)

ITmax

2 132.30(A) 1.57

所以晶闸管最大反压为269.44（V），最大额定电流为132.30（A），考虑电压

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要用2倍的余量，因此晶闸管的选型为额定电压500V，额定电流IT(AV)=140A。 2. 计算电源变压器的二次侧流过的最大有效电压，计算变压器的变比，计算变压器的额定容量。

（1）根据Ud=2.34U2cos ,所以U2=Ud/2.34 cos =94.0V.考虑到余量的问题，变压器二次侧的额定电压选为110V。

（2

）二次侧最大有效电流的计算：根据I2 d 0.816Id 73.44(A)

（3）容量的计算：根据S 3U2I2 3 110 73.44 48470.4(VA)算的其容量，考虑到变压器的实际情况所以选择容量为50KVA的变压器。 （4）变比的计算：根据n

U13803.45

，可以得到变比为n=4:1.

U21101

（3）计算电流，电压的图形。

三相桥式全控整流电路 =0时的波形图

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3. 根据电路参数计算平波电抗器的电感值，从而保证电流的连续。

为了保证电流的连续，平稳负载电流的脉动，一般在电路中要增加平波电抗器，保证整流电流在较大范围内连续，平波电抗器要选择合适的电感值从而保证电流的连续。至于三相全控桥式整流电动机负载的系统，在电流断续去的最高理想转

2L

e'

，当负载电流为最小临界值时，为保证电流的连续，电枢回路中

应有的电感量L（mH）的表达式为

L 0.693

U2

，最小电流一般取得电动机额定值的5 10（这里取得为

Idmin

5），即

Idmin 5IN 4.5(A)，代入公式中可以的到L=17（mH）。

4. 根据设计条件，计算最小逆变角，从而估算出最小控制角，取得控制角的移相范围。

为了防止逆变失败，不仅逆变角 不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。逆变时允许采用的最小 角应等于 min '式中，

为晶闸管的关断时间tp折合的电角度； '为安全欲量角。

晶闸管的关断时间tp，大的可达200--300 m,折算到电角度 约4 5 。至于重叠角 ，它随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。

重叠角 与Id和XB有关，当电路参数确定后，重叠角就有定值。逆变时要求

min> ,

故存在如下关系：cos min 1

IdmaxXb2sin

m

。因为是三相桥式全控整流电

路，所以每个周期内有6个波头，m=6，将Idmax，XB，U2的值代入到公式中可得cos min 0.855，从而得到 min>32.21 。

还需指出的是，在应用晶闸管交流器的可逆直流拖动系统中，由于限制逆变角不得小于

min，为此整流控制角也必须不得小于 min。所以 min min,从而保证电路从整

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流到逆变时，保证调节 总能使交流器输出的最大逆变电压和电枢电动势的最大值相平衡，满足

EM Ud的条件，避免产生过电压。 5. 控制角的移相范围

因为是在晶闸管是在整流状态，所以控制角的移相范围（0 90 ），保证在一定范围能恒导通。 6. 主电路图

五、心得体会

通过这次课程设计使我掌握了做科学研究的基本方法和思路，为今后的工作打下了基础，现将感受总结如下：

首先，我学会了对相关科技文献的检索，一切科学研究都是建立在前人研究的基础之上的。因此，对于相关文献资料的检索显得尤为重要。在现代社会中，随着计算机的普及以及网络技术的发展，，对于文献的检索已经从图书馆的纸质资料转移到网络平台下的电子文档。通过课程设计，我详细的学习并掌握了中国知网、万方数据库等数据库的检索与使用。

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其次，对于外文资料的翻译与理解。由于我国科技水平的限制以及英语在世界范围内的普及，前沿的科技文献都是用英语给出的，给我们非英语国家造成了一定的不便。这就要求我们在科研工作中必须能够快速准确的阅读理解并翻译英文文献资料。在这次毕业设计中，我所接触的文献资料主要是由英文给出的，这在很大程度上锻炼了我对外文资料的阅读理解水平，从一定程度上提高了我对外文资料的翻译能力。

最后，通过这次课程设计还使我了解了科技论文的写作规范，熟悉了系列软件在文字处理与排版等方面的使用。

总之，这次课程设计不是简简单单的完成了一个课题，而是使我初步的掌握了科学研究的步骤与方法，巩固了我的专业知识，练习了我的实际操作能力，锻炼了我分析解决问题的能力，为今后的科研工作打下了坚实的基础。

参考文献：电力电子变流技术 黄俊 王兆安