三相半波可控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统课程设计

1、郑州航空工业管理学院电力电子变流技术课程设计论文09 届 自动化 专业 一 班级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姓 名 宋顺阔 学号 090611124指导教师 苏艳萍二。一二年六月八日设计题目：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)品闸管的选型。(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：

2、（ 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

3、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。U2 的计算。1. 根据题意知直流电动机的额定电流为 220V,且有环流的存在，则% -八% &g

4、t; 220V三相半波可控整流电路电感性负载时在控制角为 。时心可有以 下波形求得：又因为负载为直流电动机，故关于L的计算负载电流就是平均电流为 79.6A。由于要考虑最大负载平均电流应当取电动机额定电流的|L52.0倍。在本设计中取L5倍，即 1=79.6*1.5=119.4A 取1d为120A。已知L=0.4mH.又因为是三相半波可控整流电 路，因此 m=3 且 W=100r 0 Ud=7.2V所以 I 1J7U2cos a - 220V > 220V22724 * 1.17 * ciisa o由上式先“定”一个大致的值，取”=220/2. 最小逆变角的确定，由= S + y + ”

5、知5为品闸管的关断时间卜折合的电角度，约415。，在这里取6=4 ；日为安全裕量角，取° = 1。； d是换相重叠 角。求换相重叠角时，可根据下式求得：CO”=1 =旃U； =0.944贝屉19.23 0 所以 川=4+10+19.23=33.23 °一般取 - 则%山1 = "HiJ=33.23 1cos a = 0.8363. 反过来验证工的值%-八加=1.17峥力=208.0丫<220丫不符合题意，调整由设定值重新 计算。4. 取“为232V时，按上面的计算过程可得：Ud-AUd=i.i7U28WAUd = 224V>220Vt合题意，但考虑到总

6、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. 取4为231V时，得111 AUd= 1.17UCOS = = AUd=220.08V>220Vm=32.76 ° 符合题意且满足题意 要求。2 .控制角移相范围的计算。因为三相半波的控制角范围是0'15口。又%机面=32.76故控制角的移相范围是32.76,150口3 .品闸管选型。品闸管的承受的最大正向 = ' 1 =326.7V品闸管的承受的最大反向与小百、4%=565.8V,则U/=565.8V= (2"*3)UTtw = (2-3) x 565.8 =/ 为4 C八八、，力' J Im '11131.7 1697.5V 故选 1600M由于是三相半波电路，所以晶闸管的电流有效值ITId0.577Id；* 1%依町=。62)屈=(1.5、2)7国二 43.95B.5A选取60A故可用品闸管的型号可选取为 KP6016E。四.电源变压器的参数计算变压器的变比：变压器的容量：S=；2 x I】=231X 0.577 X 79.6=10609.6V ' A5. 最小逆变角的计算心也由上述计算知：甯皿32.76 0 o6. 平波电抗器电感参数的计算在三相半波的情况下根据公式：L 1.46-U 其中【dm沁一般取电动机额