電力電子課程設(shè)計--三相全控橋式晶閘管-電動機系統(tǒng)設(shè)計-免費閱讀
【正文】 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。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。 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 。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。其電路圖如圖 31所示。這兩種過電壓都是經(jīng)常發(fā)生和不可避免的。 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。在同步電壓一個周期內(nèi)， V7集電極輸出兩個相位差為 180176。當 ube6+ 時， V6 導通。 V4 基本上處于截止狀態(tài)。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。 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。 本設(shè)計 0dU =127V， dI =50A， %ku =5， TLK =。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。 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)。一般 5 為共陰極， 6 為共陽極。 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。 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。 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。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。 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 。工作原理相當于兩個三極管的等效電路。 （ 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。 。 對于不同控制角α，所需的電感量 ?1L )(sinm in01 mHIUKdd ? 本設(shè)計中的參數(shù)為： AIIVU ddd ~%)10~%5(,1 3 5 m i n0 ??? ， ?K , 臨界值 ??90? 。變流主電路和電網(wǎng)之間用變壓器隔離，還可以抑制由變流器進入電網(wǎng)的諧波成分，減小電網(wǎng)污染。 4) 諧波會導致繼電保護和自動裝置的誤動作，并使電氣測量儀表不準確。 V1～ V4 等組成同步環(huán)節(jié)，同步電壓 uS 經(jīng)限流電阻R20 加到 V V2 基極。根據(jù) V4 導通的情況可知，在同步電壓正、負半周均有相同的鋸齒波產(chǎn)生，并且兩者有固定的相位關(guān)系。此后 C2 經(jīng) （ +15V－ R25－ V6－地）放電并反向充電，當其充電電壓 uc2≥ + 時， V7 又恢復導通。在同步電壓負半周，情況剛好相反， V8導通， V12 截止， V7 正脈沖經(jīng) V13～ V15 放大后輸出負相脈沖。影響了整個中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 9 頁 共 15 頁 設(shè)備的性能和使用 , 因而保護電路顯得尤為重要。通常是在變壓器次級 (元件側(cè) )并聯(lián) RC 電路，以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量，并把它轉(zhuǎn)化為電容器的電場能而儲存起來。 (3) 可逆系統(tǒng)中產(chǎn)生換流失敗和環(huán)流過大。若導通時電流上升率 itdd太大，會引起門極附近過熱，導致 PN結(jié)擊穿使元件損壞。產(chǎn)生 utdd過大的原因及其限制措施如下：①交流側(cè)產(chǎn)生的 utdd② 晶閘管換相時的 utdd。通過查閱大量資料，得知了實際估算運 算公式，逐步將參數(shù)計算出來，然后選擇合適的型號。 總之，本次電力電子技術(shù)的課程設(shè)對我是有很大幫助的，同是也讓我認識到了電力電子技術(shù)的重要。最后再一次感謝所有在設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學 。做到心 中無惑才能更好的應(yīng)對各種問題?？蓪嶋H操作起來，卻發(fā)現(xiàn)問題有很多。從而引起較大稍微浪涌電流，損壞快速熔斷器或晶閘管。 電流上升率、電壓上升率 電流上升率 itdd的限制 晶閘管在導通的 瞬間 ，電流主要集中在靠近門極的陰極表面較小的區(qū)域，局部電流密度很大，然后隨著時間的增長才逐漸擴大到整個陰極面。 晶閘管過流保護電路 變流裝置發(fā)生過電流的原因歸納起來有如下幾個方面： 中北大學電子技術(shù)課程設(shè)計說明書 第 10 頁 共 15 頁 (1) 外部短路：如直流輸出端發(fā)生短路。若以過電壓保護裝置 的部位來分， 有交流保護，直流保護，直流側(cè)保護和元器件保護 3 種。因此 , 在晶閘管中頻靜止逆變電源中 , 為了使晶閘管免受大電流、高電壓的沖擊 , 均設(shè)置了過流過壓保護電路。如在
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