【正文】 是相差一定的相位。閥側(cè)繞組分別接到3相整流橋，采用串聯(lián)聯(lián)連接，就形成了24脈波電路，每個(gè)脈波相差的相角。整流電路的原理如圖45，圖中整流變壓器副邊輸出電壓T1超前T2相位角。圖44 移相變壓器原理圖與向量圖圖45整流原理圖 仿真MATLAB是當(dāng)今國(guó)際上公認(rèn)的在科技領(lǐng)域方面最為優(yōu)秀的應(yīng)用軟件和開(kāi)發(fā)環(huán)境。從1984年正式版本的推出到現(xiàn)在,MATLAB經(jīng)受住了用戶的多年考驗(yàn)。在歐美各高等院校,MATLAB已經(jīng)成為應(yīng)用線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真、圖像處理等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具,是攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能。仿真步驟 建立仿真模型(1) 、提取元器件模塊。首先需要從模型庫(kù)中提取元器件模塊放到Simulink的仿真平臺(tái)上。提取模塊的方法是在打開(kāi)的Simulink界面上,點(diǎn)擊工具欄上快捷鍵圖表,打開(kāi)模型庫(kù)瀏覽器(Simulink Libray Browser)。在模型庫(kù)瀏覽器中的樹(shù)狀目錄中逐級(jí)打開(kāi)子目錄,電擊選中的模塊,將需要的模塊用鼠標(biāo)拖拉到Simulink的仿真平臺(tái)上。(2) 連接仿真電路。模塊放到仿真平臺(tái)上后需要將模塊排列到合適位置上方法是:點(diǎn)擊模塊,模塊四角出現(xiàn)四個(gè)小黑色四方塊,表示模塊已經(jīng)被選中。連接模塊的方法是:將光標(biāo)箭頭指向模塊的輸出端,對(duì)準(zhǔn)后光標(biāo)變成+字形,按下鼠標(biāo)左鍵拖曳+到另一個(gè)模塊的輸入端后松開(kāi)鼠標(biāo)左鍵,這樣在兩個(gè)模塊輸出和輸入端之間就出現(xiàn)了帶箭頭的連線,箭頭表示信號(hào)的流向。 設(shè)置模塊參數(shù)雙擊需要設(shè)置參數(shù)的模塊,就會(huì)彈出參數(shù)對(duì)話框,按對(duì)話框提示輸入各項(xiàng),完畢后點(diǎn)擊OK,該模塊參數(shù)設(shè)置完畢。設(shè)置仿真參數(shù)仿真參數(shù)是指仿真的步長(zhǎng)、時(shí)間和選取仿真的算法等,這是仿真開(kāi)始前必須設(shè)定的。點(diǎn)擊Simulink窗口菜單上的SimulationParameters命令或用鍵盤(pán)Ctrl+E鍵。 啟動(dòng)仿真在菜單Simulink的子菜單中點(diǎn)擊Start或用鍵盤(pán)Ctrl+T即可進(jìn)入仿真。 觀測(cè)仿真結(jié)果 雙擊示波器(Scope)就可以打開(kāi)示波器觀察以波形表示的仿真結(jié)果。為了驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性，使方案電路得到更可信的驗(yàn)證，將電路在MATLAB上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。使用軟件對(duì)MATLAB圖42中的電路進(jìn)行建模仿真，仿真電路圖如圖43所示。電路仿真參數(shù)如表41 所示。表41 電路仿真參數(shù)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)取值輸入電壓電頻率50HZ輸入電壓幅值100V負(fù)載電容10e6F電阻5歐姆圖4－6 24脈波整流電路仿真電路 仿真結(jié)果與分析如圖4－7所示為24脈波整流電路空載時(shí)的電壓波形，通過(guò)下圖可以很清楚的看出在一個(gè)周期內(nèi)有24個(gè)波頭，～。圖4－7 24脈波整流電路電壓空載波形 如圖4－8所示為24脈波整流電路加入電阻與電容時(shí)的仿真波形，電壓在657～。 圖4－8 24脈波整流電路電壓波形（帶電阻電容） 如圖4－9所示為24脈波整流電路加入電容無(wú)電阻負(fù)載時(shí)電壓脈動(dòng)很小，～，已經(jīng)接近直流。圖4－9 24脈波整流電路電壓波形（有電容無(wú)電阻負(fù)載）圖4－10為12脈波整流電路的電壓波形，相比24脈波整流電路的電壓波形而言波動(dòng)范圍明顯較大，其直流特性不如24脈波整流電路好。圖 4－10 12脈波整流電路電壓波形 結(jié)論本文介紹了24脈波整流電路的基本原理、組成方式。以該電路的基本組成三相不可控整流電路進(jìn)行分析,分空載、帶電阻電容、有電容無(wú)電阻三種情況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明24脈波整流電路具有較好的直流特性,整流后的輸出電壓脈動(dòng)很小,加入電容進(jìn)行濾波后直流效果更好。文中又與12脈波整流電路的波形進(jìn)行比較,顯然,24脈波整流電路的輸出波形要比12脈波整流電路的輸出波形脈動(dòng)小的多。第五章 整流變壓器保護(hù) 引言整流變壓器在不管在電網(wǎng)系統(tǒng)中還是設(shè)備的運(yùn)行中都處于非常重要的位置,對(duì)其的保護(hù)設(shè)置應(yīng)當(dāng)盡量全面,以防止事故的發(fā)生減少對(duì)電網(wǎng)的損害和造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范，整流機(jī)組由一次側(cè)交流高壓斷路器實(shí)現(xiàn)保護(hù)。整流變壓器應(yīng)設(shè)置繞組相間短路保護(hù)、外部短路的過(guò)流保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)和溫度保護(hù)。整流器需設(shè)置內(nèi)部短路保護(hù)、元件故障保護(hù)和溫度保護(hù)。 變壓器的保護(hù)設(shè)置電流速斷保護(hù)是整流變壓器的主要保護(hù)。它是保證在整流變壓器繞組范圍內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重短路故障時(shí)，以最短的動(dòng)作時(shí)限，迅速切除故障點(diǎn)的電流保護(hù)，并且是按照系統(tǒng)最大運(yùn)行方式的條件下，躲開(kāi)變壓器二次側(cè)出線端發(fā)生三相金屬性短路時(shí)的短路電流而整定的。當(dāng)速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)，瞬時(shí)使斷路器跳閘，并切除故障。過(guò)流保護(hù)是變壓器的后備保護(hù)，是按照躲開(kāi)可能發(fā)生的最大負(fù)荷電流而整定的，應(yīng)能躲過(guò)機(jī)車(chē)的自啟動(dòng)電流。當(dāng)繼電保護(hù)中流過(guò)的電流達(dá)到保護(hù)整值的整定電流時(shí)，經(jīng)過(guò)整定延時(shí)后使斷路器跳閘。為了使整流變壓器安全運(yùn)行，使其運(yùn)行壽命不低于設(shè)計(jì)使用年限。整流變壓器設(shè)置了過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)是按照變壓器的額定電流或限定的最大負(fù)荷電流而整定的。當(dāng)電力變壓器的負(fù)荷電流超過(guò)額定值而達(dá)到繼電保護(hù)的整定電流時(shí)，經(jīng)過(guò)整定延時(shí)，發(fā)出過(guò)負(fù)荷信號(hào)，值班人員可根據(jù)該信號(hào)對(duì)變壓器的運(yùn)行負(fù)荷加以調(diào)整和控制，防止長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷而加速繞組老化。為了監(jiān)視整流變壓器運(yùn)行溫度，設(shè)置了溫度保護(hù)，它分為警報(bào)和跳閘2種整定狀態(tài)。 整流器的保護(hù)設(shè)置(1)為了在整流器內(nèi)部短路時(shí)能及時(shí)采取措施，我們將每個(gè)整流二極管串聯(lián)1個(gè)快速熔斷器。當(dāng)二極管失去單向性能時(shí)，產(chǎn)生變壓器二相短路，回路中將產(chǎn)生短路電流，此時(shí)由二極管熔絲熔斷來(lái)保護(hù)?？焖偃蹟嗥鲙в薪狱c(diǎn)，熔斷后能給出信號(hào)用于報(bào)警或跳閘。整流器每臂并聯(lián)有數(shù)個(gè)二極管，當(dāng)同一個(gè)臂內(nèi)有1個(gè)熔絲熔斷時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，超出1個(gè)時(shí)發(fā)跳閘信號(hào)。(2)為了防止過(guò)壓損壞二極管，可分別設(shè)置相應(yīng)的過(guò)壓保護(hù)。在二極管兩端并聯(lián)RC電路，防止換相過(guò)壓損壞二極管，構(gòu)成換相過(guò)壓保護(hù)；在交流側(cè)加RC過(guò)壓抑制回路和氧化鋅壓敏電阻，防止交流側(cè)開(kāi)關(guān)操作或變壓器感應(yīng)產(chǎn)生過(guò)壓損壞二極管，構(gòu)成交流側(cè)過(guò)壓保護(hù)；(3)在直流側(cè)加裝Rc過(guò)壓抑制回路和放電回路，防止直流快速開(kāi)關(guān)或斷路器開(kāi)合時(shí)產(chǎn)生操作過(guò)壓損壞二極管，并在整流器輸出端并聯(lián)一個(gè)壓敏電阻，抑制殘余的過(guò)壓，構(gòu)成直流側(cè)過(guò)壓保護(hù)。(1)為了防止整流器溫度過(guò)高，在整流器預(yù)測(cè)溫度最高的元件散熱器或銅母排上設(shè)置溫度傳感器元件，用于監(jiān)視元件散熱器或銅母排的溫度，能分級(jí)設(shè)定報(bào)警和跳閘溫度值，并發(fā)出報(bào)警和跳閘信號(hào)。整流機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，把電壓為35kV(33kV)的交流電轉(zhuǎn)換成1500V的直流電，然后送到l 500V直流母排上。電流是從整流機(jī)組流向直流母排，不會(huì)從直流母排反向流向整流機(jī)組。(2)為防止故障情況時(shí)電流反向流動(dòng)，可設(shè)置逆流保護(hù)。整流器的每個(gè)橋臂串聯(lián)TA作逆流保護(hù)，當(dāng)發(fā)生逆流而熔斷器又不能及時(shí)分?jǐn)鄷r(shí)，能快速發(fā)出跳閘信號(hào)，并能發(fā)出跳閘命令。整流器的保護(hù)與信號(hào)回路中設(shè)有二極管故障指示回路、二極管故障跳閘控制回路、二極管溫度報(bào)警和跳閘指示回路。整流器同一整流橋的一個(gè)二極管故障時(shí)不跳閘，或者整流器不同，整流橋的2個(gè)二極管故障時(shí)不跳閘，此時(shí)二極管故障指示回路動(dòng)作，將二極管故障信號(hào)通過(guò)接點(diǎn)在當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程顯示。當(dāng)整流器同一整流橋的2個(gè)二極管故障時(shí)，二極管故障跳閘控制回路動(dòng)作，并發(fā)出跳閘信號(hào)，當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程顯示故障信號(hào)。當(dāng)整流器測(cè)試點(diǎn)的溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，整流器溫度報(bào)警和跳閘指示回路動(dòng)作，能分別發(fā)出報(bào)警或跳閘信號(hào)，當(dāng)?shù)睾瓦h(yuǎn)程顯示故障信號(hào)。 小結(jié)整流器屏柜面板上設(shè)有顯示裝置，該裝置由信號(hào)采集、信號(hào)處理、開(kāi)關(guān)電源和信號(hào)顯示等部分組成。能夠顯示整流器橋臂熔斷器熔斷、整流器的散熱器溫度超溫、整流橋跳閘等。整流器一般配有自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集裝置，用于收集跳閘信號(hào)、報(bào)警信號(hào)，采用數(shù)據(jù)傳輸方式與變電所監(jiān)控系統(tǒng)接口，采用接點(diǎn)方式與二次保護(hù)接口。裝置能顯示各種報(bào)警、跳閘信號(hào)及逆流保護(hù)信號(hào)。通過(guò)以上各種保護(hù)設(shè)置,無(wú)論出現(xiàn)何種故障,都有相對(duì)應(yīng)的保護(hù)電路及時(shí)反映。除了這些保護(hù)設(shè)置,還應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾訖z修的次數(shù)把故障發(fā)生的概率降到最低。第6章 總 結(jié)本文首先對(duì)整流的基本理論進(jìn)行了介紹分析并選取了其中幾個(gè)比較典型的電路進(jìn)行了重點(diǎn)分析。接著又對(duì)濾波電路、整流電路諧波的危害及治理進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。通過(guò)前面知識(shí)的積累,很自然的得出24脈波整流電路的原理、組成方式。本文重點(diǎn)介紹了24脈波整流電路的基本原理、組成方式。對(duì)該電路的基本組成（三相不可控整流電路）進(jìn)行分析,。通過(guò)MATLAB對(duì)24脈波整流電路進(jìn)行了建模,分空載、帶電阻電容、有電容無(wú)電阻三種情況進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明24脈波整流電路具有較好的直流特性,整流后的輸出電壓脈動(dòng)很小,加入電容進(jìn)行濾波后直流效果更好。文中又與12脈波整流電路的波形進(jìn)行比較,顯然,24脈波整流電路的輸出波形要比12脈波整流電路的輸出波形脈動(dòng)小的多。致 謝四年的讀書(shū)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開(kāi)始。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。值此論文完成之際，深深地感謝馮德仁老師的悉心指導(dǎo)、多方面的入微關(guān)懷和幫助。老師淵博的知識(shí)、扎實(shí)的理論功底、高深的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和胸懷寬宏的高尚品質(zhì)，讓我受益匪淺，終身難忘。同時(shí)感謝在這四年曾經(jīng)培養(yǎng)和教育過(guò)我的老師:雷賽衡老師，趙衛(wèi)東老師，鄭詩(shī)程老師，劉曉東老師，汪小平老師,范國(guó)偉老師,張立成老師,陳宗祥老師,真誠(chéng)的感謝老師們四年來(lái)無(wú)微不至的關(guān)懷和諄諄教誨。在設(shè)計(jì)過(guò)程遇到很多困難，幸虧有同學(xué)的熱心幫助。在這里特別感謝室友陳鵬愿意與我共同使用他的電腦、同學(xué)許躍華在仿真方面給予的無(wú)私幫助、同學(xué)齊葉剛對(duì)本篇論文提出的寶貴意見(jiàn)。感謝我的爸爸媽媽?zhuān)傻弥X草，言樹(shù)之背，養(yǎng)育之恩，無(wú)以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂(lè)是我最大的心愿。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。參考文獻(xiàn)[1] 周福林，. ,第5期[2] 林惠漢,第10期:9～10[3] 王　巍,羅隆福. . 2007,第6期[4] ，第2期[5] 錢(qián)章福，［J］. 電器技術(shù)，1982，（2）[6] Ma Hao,Lee Y S. Fault diagnosis of power electroniccircuits based on neural network and waveform analysis. Proceedings of IEEE PEDS’99,1999. [7] Singer D. A fuzzy set approach to fault trees andreliability analysis[J]. Fuzzy Sets andSystems,1990,(34) [8] 馬化盛. 二十四脈波整流器四種結(jié)構(gòu)形式的分析，華南理工大學(xué)學(xué)報(bào),2003,31（4）[9] 洪乃剛 電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 2005[10]俞思杰，曾慶贛．地鐵24相整流系統(tǒng)理論分析及整流變壓器設(shè)計(jì)研究．城市軌道交通學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集(1 997～1998)[C]．中國(guó)鐵道出版社，1999[11]王兆安 黃俊 電力電子技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 [12]張?jiān)铺?俞思杰 曾慶贛 [13]IGBT UPS RECTIFIER REDUCES REFLECTED HARMONICS Presented By:Denzil Merrill At IEEE Seminar Sacramento, CA May 1997 Western Regional Sales Manager Mitsubishi Electric Automation, Inc.