三相桥式全控整流电路有环流可逆课程设计

1、郑州航空工业管理学院电力电子变流技术课程设计说明书 09 级 电气工程及其自动化 专业 0906071 班级题 目三相桥式全控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统姓 名 xxx 学号 0906071xx 指导教师 苗满香 职称 高级工程师 二 一二 年 六 月 十 日1. 设计任务书简介设计题目：三相桥式全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22kw、额定电压400v、额定电流60.9a、额定转速3600r/min；（3） 变压器漏感：0.5mh。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

2、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；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；（2） 计算电源变压器变比，容量；（3） 计算平波电抗器的电感值，保证电流连续；（4） 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；（5） 画出完整的主电路图。2. 设计内容2.1 选择晶闸管的额定电流因为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，这里取2，则二次回路中负载的最大平均电流为=2=260.9a=12

3、1.8a；则在以下计算中近似认为二次回路负载电流a； 流过晶闸管的最大平均电流为=40.6a； 最大有效值=70.323a；由于晶闸管的过载能力比一般电磁器件小，因而要选用晶闸管的通态平均电流为其实际正常平均值的1.52.0倍，使之有一定的安全裕量，这里取2，故=89.584a；按照标准，取晶闸管额定电流=100a。2.2 变压器二次侧电压有效值的计算 由于变压器漏抗的影响，在晶闸管换相的过程中，会产生换相压降，且三相桥电路m=6，则： =18.27v 由负载情况可知：电动机的额定电压为400v，若使电动机正常工作，则 由于电路中存在的平波电抗器可视为电感性负载，故电流是连续的，在三相桥电路中

4、有： =2.34cos，所以=/2.34 cos 忽略换相压降，然后令得出,考虑到余量的问题，取。 接着就要对的值进行估算，考虑篇幅的限制，详细的计算只好在下面进行，这里只取其中的四组数据，具体如下:1 若时，即裕量为250: 由 因， 则，即； 则最小逆变角：（为晶闸管关断时间电角度取，为安全裕量角取），满足在之间。在晶闸管的可逆直流拖动系统中，一般取。这里取看是否满足电动机正常运行条件：，即是否满足，计算可知此时满足条件。 若恰好达到电动机的额定电压，即，带入，可得：，这时满足要求，但裕量太大会导致系统精度不高，应适当减小的裕量。2 若时，即裕量为249： 同理： 因， 则，即； 则最小逆

5、变角，满足在之间。 同样地取看是否也满足，即是否满足，经计算可知满足条件。若恰好达到电动机的额定电压，即，带入，可得：，这时满足要求，但还应适当减小的裕量。3 若时，即裕量为248； 则 因，则，即； 则最小逆变角，满足在之间。 仍旧取，看是否满足，即是否满足，此时满足条件。若恰好达到电动机的额定电压，即，带入，可得：，这时满足要求，但还应适当减小的裕量。4 若时，取裕量为247： 则 因， 则，即，则最小逆变角，不满足在之间。结论：由上述分析可知随着的减小，虽然裕量会减小，系统精度会提高，但越来越大，不再满足在之间。所以考虑和的限制以及换相压降的影响后，在满足负载要求的前提下，我们最终取，此

6、时，。2.2 选择晶闸管的额定电压 晶闸管可能承受的最大正向电压为1097v； 晶闸管可能承受的最大反向电压为1097v ；考虑电压要用23倍的余量（在此取2倍），按照标准晶闸管的额定电压选为2200 v。2.3 变压器的参数根据，可以得到变比为n= ； 二次侧最大有效电流的计算：0.81699.4a； 容量的计算：； 按照标准并考虑到变压器的实际情况选择容量为160kva的变压器。2.4 平波电抗器的计算为了保证电流的连续，一般在电路中要增加平波电抗器，平波电抗器要选择合适的电感值从而保证电流的连续。对于三相桥式全控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

7、应有的电感量（mh），其中最小电流一般取得电动机额定值的5%10%（这里取得为5%），即，代入公式中可得到mh。2.5控制角移相范围 由2.2知：； 又因为要保证系统可逆，所以控制角的范围是，）。3 主电路图的设计及波形图的绘制 主电路的设计如图3-1：图3-1三相桥式全控整流电路有环流可逆系统主电路图 波形图如图3-2（a）（b）所示：（a）整流波形 （b）逆变波形图3-2三相桥式全控整流时有环流可逆电路的波形四设计总结这次课程设计使我对三相桥式全控整流电路有环流可逆直流拖动系统有了更深刻的理解，认识到控制角、逆变角、换相重叠角和变压器二次侧电压之间是相互影响的，必须综合考虑。在设计过程中，我也遇到了很多难题，但通过与别人交流，查阅书籍，请教老师，这些难题基本得到了解决。由于知识的局限性和对理论知识应用的生疏，这次设计肯定是有不足的，但我相信，通过这次课程设计，我对已学的知识有了重新的认识和理解，这才是最重要的