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220V题目：小功率晶闸管整流电路设计设计技术数据及要求：1、380V交流供电电源；2、电路输出的直流电压和电流的技术指标满足系统要求。谢谢阅读3、电路应具有一定的稳压功能，同时还具有较高的防治过电压和过电流的抗干扰能力。感谢阅读触发电路输出满足系统要求。4、负载为他励直流电动机，型号为Z371，电机参数为：谢谢阅读型号 额定功率 额定电压 额定电流 额定转速 电枢回路电感感谢阅读Z37117kw220V89.8A1500r/min11.51H一、 总体方案论证及选择1、对电气控制系统的技术要求①输出一定的直流电压和电流。②输出电压的脉动指标在允许X围内。③具有自动稳压功能和一定的稳压精度。④对调速系统应有静态技术指标和动态技术指标的要求。2、直流电动机选择根据被控对象的特点和技术要求，综合设计题目给出的参数，故选用直流他励电动机。精品文档放心下载3、主电路的选择一般说来，对于晶闸管整流装置在整流器功率很小时(4kw以下)，用单相整流电路，功率较大时用三相整流电路。由于本设计方案的负载直流电机的额定功率为17kw远大4kw，故选择三相整流电路。谢谢阅读方案一：三相零式整流电路优点：三相整流电路中，三相零式电路突出的优点是电路简单，用的晶闸管少，触发器也少，对需要220V电压的用电设备直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压器。谢谢阅读缺点：要求晶闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大，电源变压器二次电流中有直流分量，增加了发热和损耗。因零线流过负载电流，在零线截面小时压降大，往往需要从变压器单独敷设零线。谢谢阅读方案二：三相桥式整流电路优点：在输出整流电压相同时，电源相电压可较零式整流电路小一半，因此显著减轻了变压器和晶闸管的耐压要求。变压器二次绕组电流中没有直流分量。输出整流电压脉动小，所以平波电抗器容量就可小一些。精品文档放心下载缺点：整流器件用得多，全控桥需要六个触发电路，需要 电压的设备也不能用谢谢阅读380V电网直接供电，而要用整流变压器。综合比较可知，应用本此设计的电路应选择为三相桥式整流电路作为整流电路。精品文档放心下载1/74、触发电路的选择晶闸管的门极电压又叫触发电压，产生触发信号的电路叫触发电路。触发电路性能的好坏，直接影响到系统工作的可靠性。因此触发电路必须保证迅速、准确、可靠地送出脉冲。为达到这个目的，正确选用或设计触发电路是非常重要的，一个触发电路性能的优劣常用下列几点来衡量：感谢阅读1．触发脉冲必须保持与主电路的交流电源同步，以保证每个周期都在相同的延迟角处触发导通晶闸管。感谢阅读2．触发脉冲应能在一定的X围内移相。对于不同的主电路要求的移相X围也不同。例如对于三相半波电路、电阻性负载，要求的移相X围为0°～150°；大电感负载(电流连续)，只要求整流，则移相X围为精品文档放心下载0°～90°；如既要求整流又要逆变，则为30°～150°；三相全控桥式电路，电阻负载时为0°～120°，既要整流又要逆变时，其移相X围为30°～150°，为保证逆变可靠，对最小逆变角min应加以限制；三相半控桥式电路，移相X围为0°～180°。精品文档放心下载3．触发信号应有足够的功率（电压与电流）。为使所有合格的器件在各种可能的工作条件下都能可靠触发，触发电路送出的触发电压和电流，必须大于器件门极规定的触发电压UGT与触发电流IGT。例如KP50就要求触发电压不小于3.5V，电流不小于l00mA；KP200则要求触发电压不小于4V，电流不小于200mA。故触发电压在4V以上、1OV以下为宜，这样就能保证任何一个合格的器件换上去都能正常工作。在触发信号为脉冲形式时，只要触发功率不超过规定值，触发电压、电流的幅值在短时间内可大大超过额定值。精品文档放心下载4．不该触发时，触发电路的漏电压应小于0.15～0.2V，以防误触发。精品文档放心下载5．触发脉冲的上升前沿要陡。否则，因温度、电源电压等因素变化时将造成晶闸管的触发时间不准确。设脉冲的幅值为Um，脉冲前沿是指由0.1Um上升到0.9Um所需要的时间，一般要在10μs以内为宜。精品文档放心下载6．触发脉冲应有一定的宽度。一般晶闸管的开通时间为6μs左右，故触发脉冲的宽度至少应在6μs以上，最好应有20～50μs。对于电感负载，触发脉冲的宽度应加大，否则在脉冲终止时主电路电流还上升不到晶闸管的擎住电流，则晶闸管又重新关断。精品文档放心下载5、保护电路的设置晶闸管有许多优点，但是它承受过电压和过电流的能力很差，短时间过压过流就会使器件损坏。晶闸管能承受电压和电流上升率是有一定限制的，当电流上升率过大时，会使器件局部烧穿而损坏。当电压上升率太大时，又会导致晶闸管误导通，使运行不正常。除了合理选择晶闸管外，还必须针对过电压和过电流采取恰当的保护措施。感谢阅读二、 主电路设计1、系统框图变阻容三相全稳压负载控桥整压保护电路电器流机图1系统框图2/72、主电路图图2主电路图三、 单元电路的设计1、整流变压器额定参数计算①变压器二次侧相电压U的计算2由指导书中第13页给出的计算过程可知：U(1~1.2)U/AB2d经查表：A2.34,0.9,Bcoscos100.985，U220Vd带入计算得：U106V~126V，取U106V22②二次侧相电流I和一次侧相电流I的计算21首先求变比KKU1U3803.271162由表21可知：KK0.8161112带入计算得：I1.05KIK23.5AIKI73.3A111d212d③变压器容量计算：mm312SmUI338023.526.79KVA1111311673.325.5KVASmUI2222(SS)/226.14KVA精品文档放心下载12、整流元件的选择①晶闸管额定电压：U(2~3)U710V系数取为2.5TNTM3/7②晶闸管的额定电流I(1.5~2)KIT(AV)d由表24可知：K0.367计算得：I20.36789.865AT(AV)因此，选用晶闸管型号为KP100103、电抗器参数计算为了使直流负载得到平滑的直流电流，通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器Ld，称平波电抗器。其主要参数有流过电抗器的电流，一般是已知的，因此电抗器参数计算主要是电感量的计算。感谢阅读（1）使输出电流连续的临界电感量L1LKU/I,U116V112dmin2查表2-7可得：K1=0.695K0.6951计算得：I10%I8.98AdmindL8.9mH（2）限制输出电流脉动的电感量L12LK*U/SiI,U116V,I89.8A222d2d查表2-7可得：K1.045,Si10%2L2=13.50mHL13.50mH计算得：2（3）电动机电感量LD和变压器漏电感量LTLKUD2pnI*1.0103DDD由所给负载参数：U220V,I89.8A,n1500r/min,p2取K10DDDL4.08mH带入计算得：DLK*U*U/100I,U116V,I89.8ATTah2D2D查表得：K3.9,U5VTah带入计算得：L0.25mHT（4）实际串入电抗器电感量LL(LNL)4.32mHD11DTLL(LNL)8.92mHD22DTLD1 D2故选用8.92mH作为串入半波电抗器的电感值。4、晶闸管保护环节的设计与计算（1）过电压保护：以过电压保护部位来分，有交流侧过电压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。谢谢阅读4/7（ⅰ）交流侧过电压保护措施采用组容保护。即在变压器二次并联电阻R和电容C进行保护，接线方式为三相变压器二次侧Y联结，阻容保护Y联结。如图4所示。感谢阅读图3组容保护参数计算：由于S26.14KVA对于Im变压器励磁电流百分数，10~100KV·A变压器对应I10~4A所以取I10A,U220Vemem210~100KVA变压器对应的U5~10V，这里取U5VahahC6I*S/U232.40Fem2电容C耐压1.5U466Vu2u2220V311VmmdU2U3.981K2ahem取R5K2fU1.01062.92A感谢阅读c c c(3~4)I2184.8kwR R（ⅱ）直流侧过电压保护措施直流侧保护可采用与交流侧保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性，并且会造成di/dt加大。因此，一般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护，如下图4所示。精品文档放心下载图4直流侧过电压保护电路图压敏电阻的标称电压U ，一般用下面公式计算，即：1mA(1.8~2)U1mA

DC由于U

220V

，则U

2220V

440VDC

1mA故选用MY31-440/5（ⅲ）晶闸管两端过电压保护措施5/7由于晶闸管型号为KP100-5，则采用的在晶闸管两端并联组容保护。由经验数据得感谢阅读0.25F,R20,线路图如上图右所示。谢谢阅读（2）过电流保护快速熔断器简称快熔，其断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。感谢阅读快速熔断器可以安装在直流侧、交流侧和直接与晶闸管串联。电路图如下。精品文档放心下载II/351.8ATdI65A,1.57I102AT(AV)T(AV)51.8IFU102A图5过电流保护电路图四、 触发电路选择与设计触发电路选择KJ004电路，它的原理与分立元件的锯齿波移相触发电路相似，也分为同步、锯齿波形成、移相、脉冲形成、脉冲分选及脉冲放大几个环节。由1个KJ004构成的触发单元可输出2个相位间隔180°的触发脉冲。只需用3个KJ004集成块和1个KJ041集成块,即可形成六路双脉冲,再由六个晶体管进行脉冲放大,即构成完整的三相全控桥触发电路,如图2-17所示。感谢阅读其中，KJ041内部实际是由12个二极管构成的6个或门，其作用是将6路单脉冲输入转换为6路双脉冲输出。也有厂家生产了将图2-17全部电路集成的集成块，但目前应用还不多。感谢阅读以上触发电路均为模拟量的，其优点是结构简单、可靠，但缺点是易受电网电压影响，触发脉冲的不对称度较高，可达3°～4°，精度低。在对精度要求高的大容量变流装置中，越来越多地采用了数字触发电路，可获得很好的触发脉冲对称度。精品文档放心下载触发电路图见附页1。五、 系统电气原理总图系统电气原理总图见附页2。6/7六、 参考资料1．《电力电子技术课程设计指导书》，王世荣等编 2008.12谢谢阅读2．《电力电子技术》，机械工业，王兆安编 2006.2感谢阅读3．《半导体变流技术》，机械工业 黄俊编 1980年谢谢阅读4．《电力电子技术题例与电路设计指导》，石玉、栗书贤、王文郁编，机械工业谢谢阅读5．《电力电子技术》，林辉、王辉主编，XX理工大学6．《电力电子技术》，苏玉刚、陈渝光主编，XX大学7．《电力电子技术》，浣喜明、姚为正编著，高等教育8．《电力电子技术》，石新春、杨京燕等编，中国电力9．《电力电子技术实践教程》，潘孟春、胡媛媛主编，国防科技大学谢谢阅读七、 设计总结通过本课程设计，我受益匪浅。熟悉和掌握可控整流电路的基本工作原理及参数计算方法。掌握晶闸管在相关电路中的工作特点，并能根