【文章內容簡介】 25 SF16 SS 13 24 ZP1500A 1500 ≤ 50～ 3000 ≤ 30 SS14 30 ZP2021A 2021 ≤ 50～ 3000 ≤ 30 SS14 36 ZP3000A 3000 ≤ 50～ 3000 ≤ 35 SS14 40 圖 21 ZP 系列整流管參數(shù)表 選取 ZP50型號的晶閘管即可滿足要求，其額定電流 AIAVT 50)( ?。 3. 平波電抗器參數(shù)的計 算 在 VM系數(shù)中，脈動電流會增加電動機的發(fā)熱，同時也會產生脈動轉矩，對生產機械不利。此外，電流波形的斷續(xù)給予平均值描述的系統(tǒng)帶來一種非線性的因素，也引起機械特性的非線性，影響系統(tǒng)的運行性能。為了減輕電流脈動的影響，這里采用設置平波電抗器的方式來抑制電流脈動。 對于三相橋式整流電路，總電感量的計算公式為： mindIUL ? 一般情況下 mindI 為電動機額定電流 的 10% ~ 5% 。 代入數(shù)據(jù)計算得 mHIUL dN 2 ?? 其中電動機電樞的電感量為： mHRTL ala * ??? 因此無需電抗器即可滿足要求。 2) 主電路保護元件的參數(shù)計算及選型。 1. 變壓器二次側過電壓保護 整流設備晶閘管能夠承受的最大峰值電壓是重要參數(shù)之一，該參數(shù)表征晶閘管承受過電壓的能力。過電壓主要是指電氣系統(tǒng)內部合閘、分閘 和電力電子器件的關斷等原因造成的操作過電壓。例如，降壓變壓器初次合閘時，初級施加的高壓會通過初、次級繞組間的分布電容耦合到次級，使之出現(xiàn)感應過電壓；交、直流側的分閘操作切斷電感回路電流時，會因電感釋放磁場儲能而形成數(shù)倍額定電壓的過電壓；在晶閘管管斷過程中，因反向電流迅速減小?；芈冯姼兄袝a生很高的換相過電壓。除了操作過電壓外，還有由于雷擊等外部因素侵入電網(wǎng)的偶然性的浪涌過電壓，過電壓倍數(shù)會很高。 采取過電壓保護措施后，會使經常發(fā)生的操作過電壓限制在器件額定電壓以下，偶然性的浪涌電壓限制在其間的斷態(tài)和反向不 重復峰值電壓數(shù)值以下。 過電壓保護措施有基于吸收原理的阻容保護和基于泄放原理的非線性元件保護兩種，其目的都是為將過電壓限制在允許范圍之內。 阻容保護 圖 21 過電壓阻容吸收保護電路原理圖 在本設計中采用阻容吸收保護的方式來抑制過電壓， 阻容吸收裝置中 )( FC? 的計算公式為： lsg UfIKC221 ?? R 的阻值（ ? ）計算 公式為：222 IUKR lg ?? R 的功率（ W ）計算公式為： RIKPgR 223 )( ?? 以上各式中， lU2 為變壓器次級空載線電壓， V ， 2I 為變壓器次級線電流， A ， sf 為電源頻率， Hz ， 1gK 、 2gK 、 3gK 為計算系數(shù)，見下表， ? 為變壓器勵磁電流對額定電流的標 么值，一般取 ~ 。 電路形式 單相橋式 三相橋式 三相半波 三相雙反星形 1gK 29000 17320 13860 12120 2gK 3gK 表 22 變壓器的容量 30KVA，將數(shù)據(jù)代入公式計算得： FC ?? ,取 E24 系列標準電容值 F? 。 電容的耐壓值： VUUVm 2 0 2 ??? ? 計算電阻阻值： ?? 計算電阻功率： WPR ? 因此電阻可以取標準值 ?47 的水泥電阻。 金屬氧化物壓敏電阻的過電壓保護 壓敏電阻是由氧化鋅，氧化鉍等燒結制成的非線性電阻元件，它具有正反相同很陡的伏安特性，正常工作時漏電流小、損耗小，而泄放沖擊電流能力強，抑制過電壓能力強，除此之外，它對沖擊電壓反映快，體積又比較小，應用廣泛。 壓敏電阻的選擇可按下式 壓峰值壓敏電阻承受的額定電?? ~ ?mAU 式 中 mAU1 為壓敏電阻的額定電壓； ? 為電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，一般 ? 取 ~。取 ??得： VVUmA 268~~ ????，查壓敏電阻型號 表得知 MYG32D471K型號的壓敏電阻即可滿足要求。以下是其技術參數(shù)： 型號 最大連續(xù)工作 電壓 壓敏電壓 最大限制 電壓 通流容量（ 8/20u s） 最大能量 （ J） 額定功率 電容量 AC(V) DC(V) Vp(V) lp(A) 1 次 (A) 2 次 (A) 10/ 1000us 2ms (W) 1KH Z (pF) MYG32D471K 300 385 470(423517) 775 200 25000 20210 380 2800 表 23 MYG32D471K 技術參數(shù)表 2. 直流側過電壓保護 VF12 圖 22 直流側過壓保護 直流側過電壓保護可以用阻容或壓敏電阻，但采用阻容保護容易影響系統(tǒng)的快速性，并造成 dtdi 加大（上升率大會使晶閘管誤導通）。因此，一般只用壓敏電阻作過電壓保護可以按照下式來計算所需要的壓敏電壓： bcaVV mA ? a=表示電源電壓波動系數(shù)一般取 V=表示 電路直流工作電壓（交流時為有效值） B=壓敏電阻的公差，一般取 C=表示元件的老化系數(shù)一般取 代入數(shù)據(jù)計算得 : VbcaVVmA ????? 查壓敏電阻的規(guī)格表，選擇型號為 DC 385V的 MYG32D471K 的壓敏電阻。 3. 晶閘管過電壓保護： 圖 23 晶閘管阻容吸收保護電路原理圖 為了抑制晶閘管的換相過電壓，并限制電路電壓上升率 dtdu （ dtdu 過大會導致晶閘管誤導通），確保晶閘管安全工作，需要在晶閘管兩端并聯(lián) RC 阻容吸收網(wǎng)絡。 上圖中阻容保護的元件參數(shù)可以根據(jù)下表列出的經驗數(shù)據(jù)進行選定。 電容耐壓值，通常按加在晶閘管兩端工作電壓峰值 mU 的 ~ 倍計算： mDC UV )~(? 電阻功率 RP（ W）為 62 10 ??? mR fCUP 式中 f—— 電源頻率（ Hz）， C—— 電容值（ F）， mU —— 晶閘管工作電壓峰值（ V）。 晶閘管額定電流（)(AVVTI） 10 20 50 100 200 500 1000 電容 / F? 1 2 電阻 /? 100 80 40 20 10 5 2 表 24 阻容保護的元件參數(shù) 晶閘管額定電流 /A 在本設計中所選擇的晶閘管的型號 ZP50 的額定電流 AIAVT 50)( ?，對應上表選擇電容FC ?? ，耐壓值 VVUV mDC 3 5 9~2 6 2)~( ?? ，相應耐壓值為 400V。 選擇電阻 ??40R ，電阻功率為 WfC UP mR 62 ??? ? 4. 晶閘管的過電流保護： 當變流裝置內部元件損壞、控制或觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)生故障、可逆?zhèn)鲃迎h(huán)流過大或逆變失敗、交流電壓過高、過低或缺相、負載過載等，均會引起裝置中電力電子器件的電流超過正常工作電流。由于晶閘管的過流能力比一般電氣設備低得多，因此，必須對晶閘管采取過電流保護措施。 在這里我們采用串聯(lián)快速熔斷器的方式來對晶閘管進行過電流保護。一般說來快速熔斷器額定電流值（有效值 RDI ）應小于被保護晶閘管的額定方均根通態(tài)電流（即有效值） TRMSI即)( AVTI，同時要大于流過晶閘管的實際通態(tài)方均根電流（即有效值） RMSI 。即： RMSRDTAV III ?? 通過查表得熔斷器可以選用 370RSM30Z7880A型號的快速熔斷器。 3) 抑制環(huán)流電抗器參數(shù)的計算 A+ 圖 24 環(huán)流電抗器電路原理圖 在采用 ??? 配合控制之后， rf ?? ? ，使得 rdfd UU 00 ?? ，消除了直流平均環(huán)流，但這只是就電壓的平均值班而言的，由于整流與逆變瞬時電 壓值上的差異，仍會出現(xiàn)瞬時電壓 rdfd UU 00 ?? 的情況，從而仍能產生瞬時的環(huán)流，這類因為瞬時電壓差而產生的環(huán)流被稱為瞬時脈動環(huán)流。為了抑制瞬時脈動環(huán)流，可在環(huán)流回路中串入電抗器，做環(huán)流電抗器。上圖中電抗器的電感量可以按照把瞬時環(huán)流的直流分量 cpI 限制在負載額定電流的%10~%5 來設計。 1. 抑制環(huán)流 電抗器參數(shù)的計算 設計環(huán)流電抗器須考慮產生環(huán)流的最嚴重情況，反并聯(lián)線路在 ?60?? 時最為嚴重，此時 2 ?UUcm 。 0 0 . 0 0 5 0 . 0 1 0 . 0 1 5 0 . 0 2 0 . 0 2 5 0 . 0 3 0 . 0 3 5 0 . 0 4 2 0 0 1 0 00100200t ( s )U(V) 圖 25 MATLAB 模擬的環(huán)流電壓波形 ?60?? 在 Simulink 進行環(huán)流仿真： 1L . sT r a n s f e r F 1 S co p eR e p e a t i n gS e q u e n ce 圖 26 Simlink 框圖 由等式sLsUsI )()( ?得出上面的仿真原理圖 0 0 . 0 1 0 . 0 2 0 . 0 3 0 . 0 4 0 . 0 5 0 . 0 601