三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动

郑州航空工业管理学院电子电力变流技术课程设计 08 级 电气工程及其自动化 专业 073 班级题 目基于三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动系统姓 名 学号 指导教师 职称 二零一一 年 六 月 十九 日一、设计题目：基于三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动系统二、设计条件：（1） 电网：380V，50Hz（2） 直流电动机额定功率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） 控制角移相范围的计算。（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） 计算电源变压器的变比，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，计算换相重叠角、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。五 .设计内容：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，即晶闸管的选型。由于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，所以晶闸管可能承受的最大正反向电压是变压器二次侧电压的倍，因为电动机的额定电压是220V，根据=2.34cos所以当时，最小的 =/2.34 cos=94.0V取，所以晶闸管可能承受的最大正反向电压为=289.04V。（2）电流计算：因为流过电动机的额定电流就是平均电流，因为负载最大平均电流应当在电动机额定电流的1.52倍之间，所以二次回路中负载的最大平均电流为 =2=2x90=180A流过晶闸管的最大平均电流为 最大有效值 流过晶闸管的额定电流 所以晶闸管可能承受的最大正反电压为289.04V，最大额定电流为66.2A，考虑晶闸管电压要用23倍的安全余量，选用晶闸管的通态平均电流为其实际正常平均值的1.52倍，使之有一定的安全余量，因此晶闸管的选型为额定电压600V，额定电流=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 =2.34cos所以 =94.0V考虑到余量的问题，变压器二次侧的额定电压选为118V。（2）二次侧最大有效电流的计算（3）容量的计算根据所算的容量，考虑到变压器的实际情况所以选择容量为30KVA的变压器。（4）变比的计算：根据，可以得到变比为n=3.22:1。（5）计算电流，电压的图形。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，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的表达式为 最小电流一般取电动机额定值的（这里取得为），即代入公式中可以的到 L=18.2mH4. 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。（1）计算最小逆变角为了防止逆变失败，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。式中，为晶闸管的关断时间折合的电角度，为安全欲量角。晶闸管的关断时间，大的可达200-300m,折算到电角度约。至于重叠角，它随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。根据一般中小型可逆直流拖动的运行经验，约取。至于重叠角，其值约。这样最小一般取。重叠角与和有关，当电路参数确定后，重叠角就有定值。逆变时要求,故存在如下关系： 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=90A，=0.157，=118V的值代入到公式中可得，从而得到。（2）计算最小控制角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，为此整流控制角也必须不得小于。所以，从而保证电路从整流到逆变时，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，满足的条件，避免产生过电压。因此，控制角的移相范围：1.晶闸管在整流状态时，控制角的移相范围是，保证在一定范围能恒导通。2. 晶闸管在逆变状态时，逆变角的移相范围是。5. 主电路图六、心得体会通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动系统方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。 实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之