【正文】 對(duì)整流器 的運(yùn)行 進(jìn)行仿真，最后通過(guò)閉環(huán)系統(tǒng)的控制來(lái) 確保 新型的整流 器具有可控，輸出電壓穩(wěn)定，安全系數(shù)高等 諸多 優(yōu)點(diǎn)。充分研究整流機(jī)組技術(shù)的特點(diǎn)、保護(hù)方式及運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)，對(duì)于直流牽引供電系 統(tǒng)可靠運(yùn)行具有重要意義 [1]。 (2) 外部短路保護(hù)： 中壓斷路器 (3) 過(guò)電壓保護(hù) 交流側(cè)： 交流側(cè)設(shè)置 RC吸收回 路抑制交流側(cè)開關(guān)操作過(guò)電壓，兼吸收二極管換相過(guò)電壓。 溫度傳感裝置 是 通常放 在整流器最熱部位的母 線和 晶閘 管散熱器上。 （ 5） 壓敏電阻指示回路 整流器在直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)中設(shè)置了壓敏電阻保護(hù)，當(dāng)壓敏電阻動(dòng)作時(shí)，發(fā)出熔斷 跳閘信號(hào) ，信號(hào)可在 當(dāng) 地和遠(yuǎn)方顯示。另 一 個(gè)晶閘管整 流裝置 移相 176。當(dāng)快速熔斷器熔斷時(shí)，微動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)信號(hào)送出，當(dāng)一只快速熔斷器熔斷時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能繼續(xù)以額定直流電流工作。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。共陽(yáng)極組三個(gè)相的脈沖也依次相差 120176。并聯(lián)工作時(shí)便形成等效二十四脈波整流。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(guò)載能力曲線。 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。10 6＝ 90μ H R7＝ (～ ）CLt2＝ (～ )20902? =(～ )Ω R7取 （ 2）直流側(cè)過(guò)電壓吸收并聯(lián)電阻（放電電阻） R5 計(jì)算： R5＝ τ /C＝ 2179。 硬件結(jié)構(gòu)圖 見(jiàn)附錄 B 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 39 頁(yè) 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(dòng)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。 179。 VFM178。 過(guò)載 3 倍時(shí)的結(jié)溫 按標(biāo)準(zhǔn)（ GB3859）過(guò)載是在額定電流條件下進(jìn)行短時(shí)過(guò)載的，因此計(jì)算時(shí)按額定電流條件下過(guò)載 300%IdN，時(shí)間 1分鐘。 179。 PLC 的選型與設(shè)計(jì) 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。 (5) 當(dāng)母排溫度超過(guò) 90?C時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)。 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。 地鐵整流系統(tǒng)閉環(huán)控制原理圖如圖 51所示。 2. 整流器的二四脈波技術(shù) 通過(guò)采用兩臺(tái)閥側(cè)電壓相位差 30176。 當(dāng)需要改變輸出電壓時(shí)， 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(lái)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(shí)現(xiàn)整流器能夠平緩的調(diào)壓。 同時(shí)，在論文寫作過(guò)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。 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。一 7． 50176。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(cè)量出來(lái)。原理圖為 43所示，晶閘管 VT1 的脈沖觸發(fā)效果為 44 所示。 (7) 當(dāng)整流管散熱器溫度超過(guò) 150?C時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。 179。 2400＝ 7200（ A） 橋臂電流 7200／ 6＝ 1200（ A） 通過(guò)整流管的平均電流為： IF(AV)3＝ 1200（ A） IF(RMS)3＝ 179。 VTO179。 179。 ( 當(dāng)整流器中有一個(gè)整流管損壞時(shí) ,其輸出滿足 VI級(jí)負(fù)載 )。 2400＝ 979A Ca＝ 10000?fUIV? ＝ 10000179。 1180＝ 1664（ V） 直流側(cè)過(guò)壓保護(hù) 電路 為限制直流側(cè)或整流器交流進(jìn)線側(cè)可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，例如開關(guān)操作過(guò)電壓或大氣過(guò)電壓，在整流器直流輸出端并聯(lián)安裝 RC和壓敏電阻 R。 整流器 輸出功率為 3600kW，快熔計(jì)算 在一個(gè)晶閘管損壞時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)定需額定輸出，此時(shí)流過(guò)快速熔斷器的電流為最大： IdN＝ 2400A。 1w,1u,1v,2w,2u,2v,為三相交流的輸入端 1與 2的相位相差 30176。 [6]。當(dāng)使用合成樹脂絕緣板時(shí)，所有的切邊均要漆封。壓敏電阻用與其串聯(lián)的熔斷器上的微動(dòng)開關(guān)監(jiān)控。 （ 2） 晶閘管整流裝置 的交流輸入 側(cè) 接有 由電阻和 電容組成的交流操作過(guò)電壓抑制電路，抑制整流變壓器空載或輕載時(shí)斷開交流開關(guān)所產(chǎn)生的過(guò)電壓，兼抑制整流元件的換相過(guò)電壓。 （ 2）整流器與 外部連接的所有報(bào)警、跳閘信號(hào)均采用 無(wú)源硬 接 線 方式 ，采集數(shù)據(jù)暫定為橋臂熔斷器熔斷報(bào)警、橋臂熔斷器熔斷跳閘、整流管過(guò)熱報(bào)警、整流管超溫跳閘、母排過(guò)熱報(bào)警、母排超溫跳閘、壓敏電阻動(dòng)作跳閘 、控制電源失電報(bào)警、門控信息 。 一般來(lái)說(shuō)當(dāng)散熱器的溫度 ?140℃時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；散熱器溫度 ?150℃時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)；母排上的報(bào)警溫度為 80℃，跳閘溫度為 90℃。 RC吸收回路連接型式為阻斷式。在高壓大容量應(yīng)用領(lǐng)域， 晶閘管 整流 器擁有明顯的優(yōu)勢(shì)。基于目前電子半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展我設(shè)想 利用晶閘管來(lái)代替普通的整流二極管，并與運(yùn)動(dòng)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。 關(guān)鍵詞 ： 地鐵整流系統(tǒng) ； Pspice； 閉環(huán)系統(tǒng)控制 ； Design of subway rectifier system Abstract： City metro traction power supply system using diode rectification get 750V DC power supply or kV, diode rectifier systems running in the actual process of being uncontrollable, and the DC voltage at the AC side of the large number of harmonics and reactive power exists, not only a waste of energy, but also for power pollution. Based on the existing level and transistor PWM technology is fully able to use to replace the ordinary SCR rectifier diodes to achieve, through the actual numerical putation to calculate the specific parameters of the various ponents of the rectifier and rectifier with PLC as a guarantee safe operation monitoring device. Then run the rectifier using pspice simulation, and finally through the closedloop control of the system to ensure the new rectifier with controlled output voltage stability, high safety factor advantages. Key words： Metro rectification system； Pspice； Closedloop system control； 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 39 頁(yè) 1 概述 課題的來(lái)源及意義 課題的來(lái)源 目前 城市 地鐵整流系統(tǒng)中都采用二極管作為整流器件，二極管整流器雖然能基本滿足平時(shí)的日常所需，但是二極管整流器也存在著諸多問(wèn)題，比如說(shuō)輸出電壓 不可控 ,并且直流電壓在交流側(cè)存在大量諧波以及無(wú)功 ,不但浪費(fèi)能源 ,而且對(duì)電網(wǎng)造成污染 。 課題的背景 如今地鐵供電系統(tǒng)普遍采用二極管整流獲得 750V或 1． 5 kV直流供電方式，用二極管整流的弊端是直流電壓在交流電網(wǎng)側(cè)存在大量的無(wú)功和諧波．因而對(duì)電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的污染。直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)主要采用 RC吸收回路和壓敏電阻保護(hù)。母線及二極管溫度保護(hù)分別各設(shè)兩個(gè)定值，一個(gè)作為 報(bào)警溫度，另一個(gè) 作為 跳閘溫 度，為整流裝置的過(guò)熱起到保護(hù)作用。 整流器 狀態(tài) 數(shù)據(jù)采集 （ 1）整流器各種報(bào)警及跳閘信息，變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。 這樣的兩 組 晶閘管整流裝置并聯(lián)成了 24脈波整流。當(dāng)整流橋中任意兩只快速熔斷器熔斷時(shí)，發(fā)出跳閘信號(hào)。 5) 不允許用石棉板做絕緣材料。同一相的上下兩個(gè)橋臂，脈沖相差 180176。 上海海洋大 學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文） 地鐵整流系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 31 主電路原理圖 主電路 器件選型 主電路采用雙橋并聯(lián) ,每個(gè)橋臂并聯(lián)兩個(gè)整流管 ,快速熔斷器上的微動(dòng)開關(guān)接入 PLC 中，作為邏輯保護(hù)。根據(jù)這條過(guò)載能力曲線，可校驗(yàn)熔斷器是否滿足過(guò)載能力要求 [5]。 (3)輸出