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.docx

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） 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

2、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

3、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。一关于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Ud-Ud220V。三相半波可控整流电路电感

4、性负载时在控制角为时Ud可有以下波形求得： 又因为负载为直流电动机，故 关于Id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1.52.0倍。在本设计中取1.5倍，即Id=79.6*1.5=119.4A取Id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=100。Ud=7.2V所以Ud=1.17U2cos-Ud220VU2227.21.17*cos。由上式先设定U2一个大致的值，取U2=220V。2. 最小逆变角的确定，由 min=+知为晶闸管的关断时间tp折合的电角度，约45，在这里取=4；为安全裕量角，取=10；是换

5、相重叠角。求换相重叠角时，可根据下式求得： cos=1-2IdLB6U2=0.944则=19.23所以min=4+10+19.23=33.23一般取minmin，则min=min=33.23cos=0.8363. 反过来验证U2的值Ud-Ud=1.17U2cos-Ud=208.0V220V符合题意，但考虑到总原则：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. 取U2为231V时，得Ud-Ud=1.17U2cos-Ud=220.08V220Vmin=32.76符合题意且满足题意要求。二. 控制角移相范围的计算。因为三相半波的控制角范围是0150又min=mi

6、n=32.76故控制角的移相范围是32.76150三. 晶闸管选型。 晶闸管的承受的最大正向URm=2U2=326.7V 晶闸管的承受的最大反向UFm=32U2=565.8V，则UTm=565.8V UTn=23UTm=23565.8=1131.7 1697.5V故选1600V。由于是三相半波电路，所以晶闸管的电流有效值;IT(AV)=(1.52)IT1.57=(1.52)Id21.57=43.958.5A 选取60A故可用晶闸管的型号可选取为KP60-16E。四. 电源变压器的参数计算变压器的变比：n=U1U2=380231=1.65 变压器的容量：S=U2IT=2310.57779.6=10609.6VA五. 最小逆变角的计算min=+由上述计算知：min=32.76。六. 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： 其中一般取电动机额定电流的5%10%取5%则=3.98A所以=1.462313.98=84.7mH七. 完整的主电路图八. 体会心得 参考文献：黄俊 王兆安 电力电子变流技术 第三版