【正文】 ...................................................... 15 致謝 ....................................................................... 16 中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 1 頁 共 15 頁 1 引言 設(shè)計條件及內(nèi)容 設(shè)計條件 ： 1．直流電動機額定參數(shù)： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,nN =1000r/min，電樞電阻 Ra=Ω，電流過載倍數(shù)λ＝ ，電樞電感 LD =7mH，勵磁電壓 UL=220V 勵磁電流 IL=，使用三相可控整流電路，電動機負載，工作于電動狀態(tài)。 2. 進線交流電源：三相 380V 3. 性能指標：直流輸出電壓 0220V，最大輸出電流 75A，保證電流連續(xù)的最小電流為 5A。 設(shè)計內(nèi)容： 1. 三相全控橋式主電路設(shè)計（包括整流變壓器額定參數(shù)計算，整流元件定額的選擇，平波電抗器電感量的計算等） ,討論晶閘管電路對電網(wǎng)及系統(tǒng)功率因數(shù)的影響。 ，包括觸發(fā)電路選型（可使用集成觸發(fā)器），同步信號的定相等。 。 問題分析 根據(jù)所給任務的要求，首先認真分析題目，題目是三相全控橋式晶閘管―電動機系統(tǒng)設(shè)計。由 于所給電動機是直流電動機，可以知道這是一個交流到直流的變換電路，即整流電路。直流電動機負載可以看成是三相全控橋式晶閘管電路接一個反電動勢負載，由此可以得出此設(shè)計的重點在于設(shè)計三相全控橋式晶閘管整流電路實現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換，且保證輸出的直流電壓和電流能使電動機工作在電動狀態(tài)即可。然后分別對主電路及觸發(fā)電路進行設(shè)計。 主電路的設(shè)計主要包括整流變壓器的選取、整流元件的選擇及平波電抗器的選擇，觸發(fā)電路根據(jù) TC787 進行設(shè)計。 后續(xù)內(nèi)容 將分別介紹各個模塊的構(gòu)成原理和使用方法。 2 三相全控橋式主電路設(shè)計 整流變 壓器的設(shè)計 整流變壓器的設(shè)計原理 整流變壓器就是降壓變壓器 ， 降到所需電壓后再用半導體管整流 ， 和普通變壓器的原理相同 。 變壓器是根據(jù)電磁感應原理制成的一種變換交流電壓的設(shè)備 。 變壓器一般有初線和次級兩個互相獨立繞組 ， 這兩個繞組共用一個鐵芯 。 變壓器初級繞組接通交流電源，在繞組內(nèi)流過交變電流產(chǎn)生磁動勢 ， 于是在閉合鐵芯中就有交變磁通 。 初 、 次級繞組切割磁中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 2 頁 共 15 頁 力 線 在次級就能感應出相同頻率的交流電 。 變壓器的初 、 次級繞組的匝數(shù)比等于電壓比 。 變壓器參數(shù)計算 變壓器采用 ??/ 型連接，輸入側(cè) 380V 輸出側(cè) 220V（線電壓）， 故： 32203380 ??k 容量 S的計算：根據(jù)三相全控橋變壓器二次側(cè)電流的有效值 2I 的計算公式 ： dd III ?? AkII 21 ????? 可求得 : 變 壓器初級側(cè)容量： K V AIUS 8 033 111 ?????? 變壓器次級側(cè)容量： K V AIUS 222 ?????? 故電壓器容量： KV ASSS )(2121 ??? 綜上所述，選擇型號為 SBK20KW SG20KVA ， 220/380 的變壓器。 整流電路 晶閘管簡介 晶閘管是 晶體 閘流管的簡稱，又可稱做 可控硅 整流器，晶閘管是 PNPN 四層 半導體 結(jié)構(gòu)，它有三個極： 陽極 ，陰極和門極； 晶閘管具有硅整流 器件 的特性，能在高電壓、大電流 條件下工作，且其工作過程可以控制、被廣泛應用于可控整流、交流調(diào)壓、無觸點 電子開關(guān) 、逆變及變頻等電子電路中。 晶閘管的開通和關(guān)閉和三極管有很大的差別，可以視為一個雙穩(wěn)態(tài)器件，只具有兩個工作狀態(tài)即開通和關(guān)閉。晶閘管的開通受 2個條件約束，陰陽極的正偏壓和門極與陰極的正偏壓，關(guān)斷則只需要流過管子的電流小于一定的值，并且維持一定的時間就自然關(guān)斷。不受門極控制。工作原理相當于兩個三極管的等效電路。 整流器件的定額計算和選擇 本設(shè)計采用晶閘管三相全控橋整流電路，根據(jù)設(shè)計要求可得 ： AII dd a x ???? ? 中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 3 頁 共 15 頁 由此可以的出： AII dT )31( m a x ?? ~)2~()( ?? TAVT II 經(jīng)分析知 VUU M 33013566 2 ???? 990~660)3~2( ?MNT UU 綜上所述，選定額為 )(AVTI ＝ 50A, TNU ＝ 800V 的晶閘管作為整流器件 ,可采用 KP508系列的晶閘管 。 三相全控橋式整流電路的特點 一般變壓器一次側(cè)接成三角型，二次側(cè)接成星型，晶閘管分共陰極和共陽極。一般 5 為共陰極， 6 為共陽極。 （ 1） 2 管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組各 1，且不能為同 1 相器件。 （ 2） 對觸發(fā)脈沖的要求： 1)按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的順序，相位依次差 60?。 2)共陰極組 VT VT VT5 的脈沖依次差 120?，共陽極組 VT VT VT2 也依次差 120?。 3)同一相的上下兩個橋臂，即 VT1 與 VT4， VT3 與 VT6， VT5 與 VT2，脈沖相差 180?。 （ 3） Ud 一周期脈動 6 次，每次脈動的波形都一樣，故該電路為 6脈波整流電路。 （ 4） 需保證同時導通的 2 個晶閘管均有脈沖，可采用兩種方法：一種是寬脈沖觸發(fā) 一種是 雙脈沖觸發(fā)（常用） 。 （ 5） 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。 三相橋式全控整流電路實質(zhì)上是三相半波共陰極組與共陽極組整流電路的串聯(lián)。在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通才能形成導電回路，其中一個晶閘管是 共陰極組的，另一個晶閘管是共陽組的。 6 個晶閘管導通的順序是按 VT6 – VT1 → VT1 – VT2 → VT2 – V