电力电子变流技术课程设计.doc

专业课程设计报告题目：电力电子变流技术课程设计系 别 机电工程学院专业班级 自动化班学生姓名 XX指导教师 XXX提交日期 2012年6月 8日设计任务书设计题目：三相半波可控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统设计条件：（1） 电网：380V，50Hz（2） 直流电动机额定功率15Kw、额定电压220V、额定电流79.6A、额定转速3000r/min。（3） 变压器漏感：0.4mH设计任务：（1） 电源变压器参数的计算。（2） 晶闸管的选型。（3） 平波电抗器的计算。（4） 控制角移相范围的计算。（5） 最小逆变角的计算。（6） 主电路图的设计设计要求：（1） 根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流。（2） 分析晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压。（3） 计算电源变压器变比，容量。（4） 计算平波电抗器的电感值，保证电流连续。（5） 根据设计条件，计算幻想重叠角，最小逆变角，最小控制角。取得控制角移相范围。（6） 画出完整的主电路图。提示：（1） 最大负载平均电流应当在电动机额定电流的1.5倍2倍之间选择，自选。（2） 负载电流可近似认为是一条水平直线，即：负载电流就是平均电流。（3） 在计算平波电抗器、最小逆变角等参数时，需要用到变压器2次侧电压有效值，因此本题目的重点在于给出合适的电源变压器参数。（4） 关于U2的选择：首先根据负载要求得到一个大致的数据，适当留出裕量；依据该数据计算最小逆变角；依据最小逆变角给出最小控制角；计算换相压降；依据最小控制角以及换相压降验证是否满足负载要求，如果不满足，调整裕量，重新计算。总原则：考虑最小控制角限制以及换相压降影响后，在满足负载要求的前提下，U2裕量尽量小。（5） 平波电抗器的计算见第3章第5节。注意：（1） 每一步都必须给出具体的计算过程和分析过程。（2） 可用波形图配合说明计算过程。设计题目：三相半波可控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统一：电源变压器参数的计算计算变压器参数也就是求出,求出后后边的变量就可以逐一解出。由于是三相半波可控整流电脑阻感性负载，并且阻感负载很大，当电流连续的情况下是容易计算出的。首先根据公式：题中条件已经给出为220v，当=0时可得到的最小值。所以有下式：这是根据负载要求所得的一个大致的数据，考虑到裕量，暂时设为220v。二：计算最小逆变角根据公式：，求得重叠角即可得到。由公式：，可求得。有题意可知道负载电流就是平均电流，最大负载平均电流应当在电动机额定电流的1.5倍2倍之间选择，现在选择1.5倍。即是：。=100 m=3, =220v联立代入，可得到=0.94，求反余弦得到所以=33.9由于需满足33.9。三：计算换相压降根据公式：；=100 ；m=3； 7v即换相压降等于7v四：现在验证是否满足负载要求由；=220v。从而得到207v，不满足负载要求，调整裕量，从新计算。五：调整裕量，获得新的值，进行重新计算。经过上一步骤的验证，根据粗略的估算，现在设=232v。重复上面的计算步骤，再次根据公式：，求经过计算可得到：18.232.2即最小逆变角为32.2。由于需满足 32.2进行再次验证，看是否满足负载要求。由；=232v；经过计算知道224v，满足负载要求！六：晶闸管的选型由于是三相半波电路，所以晶闸管的电流有效值;因而晶闸管最大通态平均电流=0.368=45A考虑裕量，晶闸管电流定额（一般取其平均电流的1.52倍）, 故晶闸管的额定电流取为80A晶闸管电压定额（一般取额定电压为正常工作电压时晶闸管所承受峰值电压的2-3倍）=(23) 故晶闸管的额定电压取为1600v。七：平波电抗器的计算根据公式： 所以 八：控制角移相范围的计算 根据逆变工作时 ，且需满足 ；=32.2所以控制角移相范围为： 九：计算电源变压器的变比，容量。根据；;=119.4A;S=KVA故变压器额定容量取50KVA。三相交流电源，线电压为380V，则一次侧的有效值=220V。变压器变比K= 十：主电路图的设计如下： 结语： 通过本次课程设计，加深了对三相半波可控整流电路的理解，更加牢固的掌握了这方面的知识。通过这次课程设计也发现了一些以前学习上的问题。比如，以前在课堂上有老师的讲解，感觉学的还可以，上课也能听懂，但是通过这次的独立学习，发现自己以前的“明白”很浅，有些基本概念根本就没弄懂，也不知道是什么意思。这次的课程设计是通