三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动Word文档格式.docx
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三相桥式全控整流电路的可逆直流电力拖动Word文档格式.docx
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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
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.6倍,因为电动机的额定电压是220V,根据Ud=2.34U2COS
所以当0时,最小的U2=Ud/2.34cos=94.0V
取U2118V,所以晶闸管可能承受的最大正反向电压为.6U2=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1.5〜2倍之间,所以二次回路中负载的最大平
均电流为ldmax=2IN=2x90=180A
流过晶闸管的最大平均电流为
流过晶闸管的额定电流Itav需66・2A考虑晶闸管电压要用2〜3倍的安全余量,选用晶闸管的通态平均电流为其实际
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,
正常平均值的1.5〜2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It(av)=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
Ud=2.34U2cos
所以
U2=5—=94.0V
2.34cos
考虑到余量的问题,变压器二次侧的额定电压U2选为118V
I
2
0.816ld
(2)二次侧最大有效电流的计算
73.44A
(3)容量的计算
S3U2I2311873.4426.0kVA
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
380
118
(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L0.693竺
Idmin
最小电流一般取电动机额定值的5%10%(这里取得为5%),即
Idmin5%1N4.5A
代入公式中可以的到L=18.2mH
4•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min'
。
式中,为晶闸管
的关断时间tp折合的电角度,'
为安全欲量角。
晶闸管的关断时间tp,大的可达200--300m,折算到电角度约45。
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10。
至于重叠角,其值约15〜20。
这样最小一般取30〜35。
重叠角与Id和Xb有关,当电路参数确定后,重叠角就有定值。
逆变时要求min>
,故存在如下关系:
IdXB
.2U2sin—
m
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Id=90A,
Xb=2L=0.157,U2=118V的值代入到公式中可得cosmin0.831,从而得到min>
33.8o
(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
min,为此整流控制角也必须不得小于min。
所以minmin,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EmUd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34〜90,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34〜90o
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,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收获颇丰。
参考文献:
电力电子变流技术黄俊王兆安机械工业出版社
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