【正文】 換電路，即整流電路。 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。 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。 問題分析 根據(jù)所給任務(wù)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。 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。 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。不受門極控制。一般 5 為共陰極， 6 為共陽極。 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?。 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)。為了保證在任何時刻都必須有兩個晶閘管導通，采用了雙脈沖觸發(fā)電路，在一個周期內(nèi)對每個晶閘管連續(xù)觸發(fā)兩次，兩次脈沖前沿的間隔為 60 176。整流電路的脈波數(shù)總是有限的，在輸出的整流 電壓中總是有紋波的。 電抗器的電感 若要求變 流器在某一最小輸出電流 dminI 時仍能維持電流連續(xù)，則電抗器的電感可按下式計算： )(m in011 mHUUKLdd? 式中 0dU 是交流測電源相電壓有效 值 (V) mindI 是要求連續(xù)的最小負載電流平均值 (A) K1 是與整流主電路形式有關(guān)的計算系數(shù) ?K 。 本設(shè)計 0dU =127V， dI =50A， %ku =5， TLK =。經(jīng)過變壓器的耦合，晶閘管主電路可以得到一個合適的輸入電壓，是晶閘管在較大的功率因數(shù)下運行。 2) 無功功率增加，會使總電流增加，從而使設(shè)備和線路的損耗增加。 3) 諧波會引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，從而使諧波放大，會使上述 1)和2)兩項的危害大大增加，甚至引起嚴重事故。以 a相電流為例，將電流負、正兩半波的中點作為時間零點，則有 tnItI nkkn k ?? s i n2)1(s i n2i ..3,2,1,161a ? ??? ??? 由上式知： 電流基波：di II ?61 ? 諧波有效值：dn InI ?6? ...3,2,1,16 ??? kkn 故基波因數(shù)： ??? ?IIv 又因電流基波與電壓的相位差仍為 ? ,故位移因數(shù)仍為： ??? cosc 11 ?? os 因此功率因數(shù)為： osv 11 ??? ??? II 中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 7 頁 共 15 頁 3 觸發(fā)電路的設(shè)計 控制晶閘管的導通時間需要觸發(fā)脈沖，常用的觸發(fā)電路有單結(jié)晶體管觸發(fā)電路，設(shè)計利用 KJ004 構(gòu)成的集成觸發(fā)器實現(xiàn)產(chǎn)生同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路。原理圖如下： 圖 31 KJ004的電路原理圖 KJ004 的工作原理 如 上圖 KJ004 的電路原理圖所示，點劃框內(nèi)為 KJ004 的集成電路部分，它與分立元件的同步信號為鋸齒波的觸發(fā)電路相似。 V4 基本上處于截止狀態(tài)。當 V4 截止時，電流經(jīng) (+15V－ R6－ C1－ R22－ RP1－ (－ 15V))對 C1充電，形成線性增長的鋸 齒波，鋸齒波的斜率取決于流過 R2 RP1 的充電電流和電中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 8 頁 共 15 頁 容 C1的大小。當 ube6+ 時， V6 導通。當 V6 由截止轉(zhuǎn)為導通時， C2 所充電壓通過 V6 成為 V7基極反向偏壓，使 V7 截止。在同步電壓一個周期內(nèi)， V7集電極輸出兩個相位差為 180176。同時， V7 正脈沖 又通過二極管 VD7，經(jīng) V9～V11 放大后輸出脈沖。 2) 采用 KJ004 元件組裝的六脈沖觸發(fā)電路，二極管 VD1～ VD12 組成六個或門形成六路脈沖，并由三極管 V1～ V6進行脈沖功率放大。當晶閘管中頻靜止電源用于金屬熔煉時 , 由于負載為時變性元件 , 變化大 , 情況比較復雜 , 若保護不可靠 , 速度慢 , 故障一旦出現(xiàn) , 晶閘管立即被損壞的現(xiàn)象常有發(fā)生。這兩種過電壓都是經(jīng)常發(fā)生和不可避免的。 交流側(cè)過電壓保護 交流側(cè)過電壓一般都是外因過電壓，在抑制外因過電壓的措施中，采用 RC 過電壓抑制電路是最為常見的。其電路圖如圖 31所示。 (2) 內(nèi)部短路：如整流橋主臂中某一元件被擊穿 而發(fā)生的短路。因此必須設(shè)置過流保護，其目的在于一旦變流電路出現(xiàn)過電流，就把它限制在元件允許的范圍內(nèi)，在晶閘管被損壞前就迅速切斷過電流，并斷開橋臂中的故障元件，以保護其它元件。此過程需幾微秒到幾十微秒。通常，限制 itdd的措施主要有： （ 1） 晶閘管陽極回路串入電感 kL 。因此對 utdd也必須予以限制，使之小于晶閘管的斷態(tài)電壓臨界上升率。 電力電子技術(shù)既是一門技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是實用性很強的一門課程，且具有很強的實踐性，因此在教學中占據(jù)著十分重要的地位 。課本上的知識都是在理想情況下求出的，而且教材為了方便學生的運算，有很多的參數(shù)沒給出明確的算法，在設(shè)計時給我造成了很大的困擾。本次設(shè)計涵蓋主電路，觸發(fā)電路和保護電路三方面的設(shè)計，系統(tǒng)全面地應(yīng)用到了所學知識，也提高了我理論能力。同時也要學習學科相關(guān)領(lǐng)域的知識，各種知識都是相互聯(lián)系的，都可以相互利用，對整個學科涉及相關(guān)知識都熟悉掌握才能更好的發(fā)揮所長 。首先要感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計的環(huán)境 ，促進了設(shè)計更快更好的完成。