三相橋式全控整流電源的設(shè)計(編輯修改稿)
2024-11-13 14:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3 3 主電路的設(shè)計及器件選擇 實驗參數(shù)設(shè)定負(fù)載為 220V、 300A 的直流電機(jī)，采用三相整流電路，交流 側(cè) 由三相電源供電，設(shè)計要求選用三相橋式全控整流電路供電，主電路采用三相全控橋。 三相全控橋的工作原理 如圖 21所示，為三相橋式全控帶阻感負(fù)載，根據(jù)要求要考慮電動機(jī)的電樞電感與電樞電阻，故為阻感負(fù)載。習(xí)慣將其中陰極連接在一起的 3個晶閘管稱為共陰極組；陽極連接在一起的 3個晶閘管稱為共陽極組。共陰極組中與 a、 b、 c三相電源相接的 3 個晶閘管分別為 VT VT VT5， 共陽極組中與 a、 b、 c三相電源相接的 3 個晶閘管分別為 VTVT VT2。晶閘管的導(dǎo)通順序為 VT1－ VT2－ VT3－ VT4－ VT5－ VT6。變壓器為 Y?? 型接法。變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成三角形避免 3次諧波流入電網(wǎng) 圖 21 三相橋式全控整流電路帶電動機(jī)（阻感）負(fù)載原理圖 三相全控橋的 工作特點(diǎn) ⑴ 2 個晶閘管同時通形成供電回路，其中共陰極組和共陽極組 各 1 個，且不能為同1 相器件。 ⑵ 對觸發(fā)脈沖的要求： 按 VT1VT2VT3VT4VT5VT6 的順序，相位依次差 60 度 。 共陰極 組 VT VT VT5 的脈沖依次差 120 度 。 三相橋式全控整流電源的設(shè)計 4 共陽極組 VT VT VT2 也依次差 120 度 。 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。 ⑶ 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。 ⑷ 晶閘管承受的電壓波形與三相半波時相 同，晶閘管承受最大正、反向電壓的關(guān)系也相同。 阻感負(fù)載時的波形分析 三相橋式全控整流電路大多用于向阻感負(fù)載和反電動勢阻感負(fù)載供電（即用于直流電機(jī)傳動），下面主要分析阻感負(fù)載時的情況，因為帶反電動勢阻感負(fù)載的情況，與帶阻感負(fù)載的情況基本相同。 當(dāng)α≤ 60 度時， ud 波形連續(xù)，電路的工作情況與帶電阻負(fù)載時十分相似，各晶閘管的通斷情況、輸出整流電壓 ud 波形、晶閘管承受的電壓波形等都一樣。區(qū)別在于負(fù)載不同時，同樣的整流輸出電壓加到負(fù)載上，得到的負(fù)載電流 id 波形不同，電阻負(fù)載時 ud 波形與 id 的波形形狀一樣。而阻感負(fù)載時，由于電感的作用，使得負(fù)載電流波形變得平直，當(dāng)電感足夠大的時候，負(fù)載電流的波形可近似為一條水平線。圖 22和圖 23分別給出了三相橋式全控整流電路帶阻感負(fù)載α =0度和α =30 度的波形。 圖 22中除給出 ud 波形和 id 波形外，還給出了晶閘管 VT1電流 iVT1 的波形，可與帶電阻負(fù)載時的情況進(jìn)行比較。由波形圖可見，在晶閘管 VT1 導(dǎo)通段， iVT1 波形由負(fù)載電流 id 波形決定，和 ud 波形不同。 圖 23中除給出 ud 波形和 id 波形外，還給出了變壓器二次側(cè) a相電流 ia 的波形，在此不做具體分析。 三相橋式全控整流電源的設(shè)計 5 圖 22 觸發(fā)角為 0 度時的波形圖 圖 23 觸發(fā)角為 30 時的波形圖 當(dāng)α＞ 60 度時，阻感負(fù)載時的工作情況與電阻負(fù)載時不同，電阻負(fù)載時 ud 波形不會出現(xiàn)負(fù)的部分，而阻感負(fù)載時，由于電感 L的作用， ud 波形會出現(xiàn)負(fù)的部分。圖 24給出了α =90度時的波形。若電感 L值足夠大， ud中正負(fù)面積將基本相等， ud平均值近似為零。這說明，帶阻感負(fù)載時，三相橋式全控整流電路的α角移相范圍為 90度。 圖 24 觸發(fā)角為 90 時的波形圖 參數(shù)計算 整流變壓器的選擇 由 系統(tǒng)要求可知，整流變壓器一、二次線電壓分別為 380V 和 220V，由變壓器為 Y??三相橋式全控整流電源的設(shè)計 6 接法可知變壓器二次側(cè)相電壓為： VVU 12732202 ?? 變比為： ??? UUK 變壓器一次和二次側(cè)的相電流計算公式為： KIKI dI11 ? dI IKI 22 ? 而在三相橋式全控中 ??? II KK AId 300? 所以變壓器的容量分別如下： 變壓器次級容量為： 221 3 IUS ? 變壓器初級容量為： 112 3 IUS ? 變壓器容量為： 2 21 SSS ?? 即： ? ? kWS 2 ????????? 變壓器參數(shù)歸納如下：初級繞組三角形接法 VU 3801 ? ， AI ? ；次級繞組星形接法， VU 1272 ? ， AI ? ；容量選擇為 。 三相橋式全控整流電源的設(shè)計 7 晶閘管的選擇 ⑴ 晶閘管的額 定電壓 由三相全控橋式整流電路的波形（圖 24）分析知，晶閘管最大正、反向電壓峰值均為變壓器二次線電壓峰值 26FM RMU U U?? 故橋臂的工作電壓幅值為： VU m ??? 考慮裕
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