【正文】 上。 整流器柜內(nèi)同一整流橋的一個 整流晶閘管 故障 及 不同整流橋的兩個 整流晶閘管 故障時不跳閘， 但不影響整流器 100%額定電流運行， 整流晶閘管 故障信號 能 通過接點在當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)方顯示。 （ 5） 壓敏電阻指示回路 整流器在直流側(cè)過電壓保護(hù)中設(shè)置了壓敏電阻保護(hù)，當(dāng)壓敏電阻動作時，發(fā)出熔斷 跳閘信號 ，信號可在 當(dāng) 地和遠(yuǎn)方顯示。由于地鐵 所采用的直流電壓比較高 (北京和 武漢 是 用 750V直流電 ，其它 的城市均 采用 1 500V 直流電 )， 因此 整流 裝置 基本 都是 運用三相 橋式整流電路， 同時 為了 盡可能的消除 地鐵 的 諧波電流對城市電網(wǎng)的污染，除了 北京 的 部分地鐵 運用 三相橋式六脈波 的整流裝置 外， 其余的新建 地鐵 整流裝置均 采用三相橋式并聯(lián) 成 的十二脈波整流電路 ， 采用兩臺閥側(cè)電壓相位差 30度 的雙繞組整流變壓器與兩臺三相橋式整流器構(gòu)成的等效十二脈波整 流電路用一臺三繞組或四繞組整流變壓器，閥側(cè)電壓相位差同樣為 30度 ，與一臺雙三相橋式整流器構(gòu)成一套十二脈波整流機(jī)組， 兩套十二脈波整流機(jī)組并聯(lián)工作并不會改變整流脈波數(shù)，只有當(dāng)兩套機(jī)組的整流變壓器網(wǎng)側(cè)繞組分別移相 +7． 50，一 7． 50 并聯(lián)工作時，才形成等效二十四脈波整流 [3]。另 一 個晶閘管整 流裝置 移相 176。 （ 3） 晶閘管整流裝置 采用快速熔斷器，交流開關(guān)和直流開關(guān)作綜合過載，短路保護(hù)。當(dāng)快速熔斷器熔斷時，微動開關(guān)的觸點信號送出，當(dāng)一只快速熔斷器熔斷時，發(fā)出報警信號，能繼續(xù)以額定直流電流工作。 （ 2） 所有材料必須具有低煙無鹵 和阻燃 特性。用做母排的銅排必須進(jìn)行鍍銀或鍍錫處理，增加連接部位的 導(dǎo)電性能。整流晶閘管的導(dǎo)通順序依次為 VT1— VT2— VT3— VT4— VT5— VT6。共陽極組三個相的脈沖也依次相差 120176。采用兩臺閥側(cè)電壓相位差 30176。并聯(lián)工作時便形成等效二十四脈波整流。 （ 1） 晶閘管的選用 UARM＝ ＝ 179。在安一秒特性曲線的基礎(chǔ)上，根據(jù)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn) (如 IECl46— 6)，可得到熔斷器的過載能力曲線。 ＝ 1224A，流過快速熔斷器電流的有效值為 1224/＝ 707A。 我們選用快速熔斷器額定電流 為 900A, 所以，我們選用熔斷器為 Bussmann公司熔斷器 ,其額定電流為 900A，額定電壓 1500V。 RC電路由串聯(lián)阻尼電阻 Rl和電容 C1組成。10 6＝ 90μ H R7＝ (～ ）CLt2＝ (～ )20902? =(～ )Ω R7取 （ 2）直流側(cè)過電壓吸收并聯(lián)電阻（放電電阻） R5 計算： R5＝ τ /C＝ 2179。 31200? ＝ Ra取 26Ω （ 3） 交流側(cè)保護(hù)電路原理圖 圖 33 交流側(cè)保護(hù)電路原理圖 硬件輔助設(shè)備 （ 1） 輔助電源： DC220V ，電壓允許偏差 ?15%~+10%，直流電源電壓紋波系數(shù)不大于 5%。 硬件結(jié)構(gòu)圖 見附錄 B 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計 第 10 頁 共 39 頁 系統(tǒng)的元件清單 表 系統(tǒng)的元件清單 1 整流管 Zp2500A5000V 24 V1～ V24 2 快速熔斷器 3BKN/1251500V900A 170M6727 24 F1～ F24 帶微動開關(guān)常開 2 付 170H0099 24 S1～ S24 3 壓敏電阻 EPCOS SIOV B40K550 4 R8 4 電阻 RXG— 200W47kΩ B 三并 3 R5 5 電阻 RXG— 100W22Ω B 6 R9～ R14 6 電阻 RXHG— B 1 R7 7 電阻 RS7FS— 7W20kΩ 10 串 10 R30 8 電容器 MKPAC F 1700V 6 C4～ C9 9 電容器 MKP 3600V DC 10μF 二并 2 C3 10 熔斷器 DC2400V40A CC24SRE300QF0040 1 F26 11 直流電壓表 D96CV 02020V 50mA 配傳感器用 1 P1 14 開關(guān)電源 T40C 40W 177。 400(A)=692（ A） (通態(tài)均方 根電流 )，折合為正弦半波 180176。 179。 C，滿足設(shè)計要求。 VFM178。 179。 過載 3 倍時的結(jié)溫 按標(biāo)準(zhǔn)（ GB3859）過載是在額定電流條件下進(jìn)行短時過載的，因此計算時按額定電流條件下過載 300%IdN，時間 1分鐘。 VFM179。 179。 R 總 ＋（ PF(AV)3－ PF(AV)2） Rth（ 60） ＝ 124＋（ 2098－ 1049）179。 PLC 的選型與設(shè)計 PLC的選型 PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 軟件所需要實現(xiàn)的主要功能 (1) 當(dāng) 整流器中一個橋僅一個快速熔斷器熔斷時，發(fā)出報警信號。 (5) 當(dāng)母排溫度超過 90?C時，發(fā)出跳閘信號。它的用途非常廣泛，不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設(shè)計，還可用于電 子線路、電路和信號與系統(tǒng)等課程的計算機(jī)輔助教學(xué)。 電源 模型如 圖 41所示，輸出電壓如 42所示 ，由圖可以看出， pspice能很好的仿真出三相交流電。 頂 圖 43 觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)圖 圖 44 晶閘管 VT1 觸發(fā)信號 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計 第 17 頁 共 39 頁 主電路的 pspice 仿真 pspice主 電路 的的輸出波形圖 將主電路進(jìn)行 pspice仿真， 將三相電的各個相接入主電路中，并將觸發(fā)裝置依次接入控制端，如圖 45所示， 主電路的 輸入 電壓為 1150V，輸出電壓為 1500V，空載電壓為 1650V。 地鐵整流系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖如圖 51所示。 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計 第 19 頁 共 39 頁 6 結(jié)論 目前城市地鐵整流系統(tǒng)中都采用 整流晶閘管 作為整流器件， 整流晶閘管 整流器雖然能基本滿足平時的日常所需， 基于目前電子半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展 本文 設(shè)想利用晶閘管來代替普通的 整流晶閘管 ，并與運動控制理論相結(jié)合從而使得地鐵整流系 統(tǒng)能夠平穩(wěn)，安全的輸出可控電壓，以滿足科技進(jìn)一步發(fā)展的需求。 2. 整流器的二四脈波技術(shù) 通過采用兩臺閥側(cè)電壓相位差 30176。二十四脈波整流與普通的整流技術(shù)相比輸出更平穩(wěn)。 當(dāng)需要改變輸出電壓時， 將反饋電壓和設(shè)定電壓的比較，根據(jù)誤差值改變觸發(fā)裝置 GT來調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的相位，改變整流器的平均輸出直流電壓，從而實現(xiàn)整流器能夠平緩的調(diào)壓。 在本論文中閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計也只是做了一個大概的構(gòu)思，并沒有具體的完善系統(tǒng)，仍然需要進(jìn)一步的改進(jìn)。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 5. 目前存在的不足 ： 晶閘管整流器與傳統(tǒng)的二極管整流器相比由于采用了晶閘管作為主要的整流器件，因此必須增加脈沖觸發(fā)電 路。 4. pspice的仿真結(jié)果： 通過 pspice 的仿真可以看出采用晶閘管作為主要整流元件的整流器與采用 整流晶閘管 作為主要 整流元件的整流器相比較，在輸出波形方面，由于晶閘管整流器增加了濾波電容，因此效果更為理想。一 7． 50176。 在整流器中采用 RC回路作為交流側(cè)與直流側(cè)的保護(hù)電路。直流側(cè)的電壓輸出為 1500V因此電壓表P1的輸出數(shù)值在 150V左右 ，能夠方便的將具體數(shù)值測量出來。 圖 45 pspice 主電路圖 圖 46 六脈波波形 由圖 46可見，六脈波的波形并不十分平穩(wěn)，通過 24脈波整流 雖然 能改善上述情況 ， 但如果需要用到 改變觸發(fā)角來進(jìn)行 調(diào)壓的情況時 輸出波形仍會不平穩(wěn)，因此我嘗試著 加入穩(wěn)壓電容 來使輸出波形變得平穩(wěn) ，圖 47為加了穩(wěn)壓電容后的波形圖， 通過圖 46與圖 47的對比后可見 ，增加了穩(wěn)壓電容后波形圖比沒加 穩(wěn)壓電容 之前平穩(wěn)許多 。原理圖為 43所示，晶閘管 VT1 的脈沖觸發(fā)效果為 44 所示。被公認(rèn)是通用電路模擬程序中最優(yōu)秀的軟件，具有廣闊的應(yīng)用前景 [9]。 (7) 當(dāng)整流管散熱器溫度超過 150?C時，發(fā)出跳閘信號。 (3) 當(dāng)壓敏電阻回路中熔斷器熔斷時，發(fā)出報警信號。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。 由于整流 晶閘管 的結(jié)溫為 150℃，在損壞一個整流管條件下整流器滿足 VI 級負(fù)載，要 求所有的整流 晶閘管 的結(jié)溫不超過 150℃。 179。 VTO179。 2400＝ 7200（ A） 橋臂電流 7200／ 6＝ 1200（ A） 通過整流管的平均電流為： IF(AV)3＝ 1200（ A） IF(RMS)3＝ 179。 179。 VTO179。 2400＝ 3600（ A） 橋臂電流為 3600/6＝ 600（ A） 流過整流管的電流： IF(AV)2＝ 600（ A） IF(RMS)2＝ 179。 179。F(AV)＝ 692247。 ( 當(dāng)整流器中有一個整流管損壞時 ,其輸出滿足 VI級負(fù)載 )。照明燈電源采用 DC 220V。 2400＝ 979A Ca＝ 10000?fUIV? ＝ 10000179。 （ 1）直流側(cè)過電壓吸收串聯(lián)電阻 R7計算 整流變壓器短路阻抗百分比 e為 8，則整流變壓器每相漏感 Lt＝ 60 1010032 ??? ? eIU VV＝97932 1200?179。 1180＝ 1664（ V）