【正文】 流互感器的選擇 保護用 電流 互感器在額定負荷下能夠滿足準確級的要求最大一次電流叫額定準確限值一次電流。 C3 為容量較大的電解電容，用來進一步減小輸出脈動和低頻干擾。圖中， C1 可以防止由于輸入引線較長而帶來的電感效應而產生的自激。 (a)78 系列典型接法 ； L M 7 8 ＋－＋－UoUiC1C21 32( a )0 .1 μ0 .1 μC3 ＋1 0 0 μ 19 (b)79系列典型接法； (c)三端穩(wěn)壓器外形圖 圖 2— 6 三端集成穩(wěn)壓電源的典型接法 集成三端穩(wěn)壓器是集成串聯(lián)型穩(wěn)壓電源，用途十分廣泛，而且非常方便。 固定式三端集成穩(wěn)壓器可分為 W7800正穩(wěn)壓和 W7900 負穩(wěn)壓兩個系列，輸出電壓有 5V,6V,9v,12V,15V,18V 和 24V。最簡單的 集成穩(wěn)壓電路只有三個引線端，即輸入端、輸出端、公共端。 本次選用的散熱器型號為： JHD 060239 250 300 83 軸流風機 根據實際安裝情況及對風量的要求，將軸流風機的型號選為： 20212200 轉 /分，AC 220V 50HZ 線速度： 6m/s 15W/17W 2臺 直流穩(wěn)壓電源 隨著集成工藝的發(fā)展，穩(wěn)壓電路也制成了集成器件。散熱器的散熱能力與其形狀 結構、大小尺寸、構成材料等因素有關，還與冷卻介質狀況有關。器件內各部分溫度有一定的分布， PN 結處溫度最高。 由于變壓器的二側繞組電流波形于晶閘管的電流波形相同，故取： 2 I A?? 則變壓器次級容量為： 322 2 5 0 4 5 .6 1 1 .4 1 0S U I W? ? ? ? ? ? 故選變壓器為 12KVA 功率因數(shù)： 222 22310c o s 0 .9 6 6321dUIP S UI? ? ? ? ? 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 18 此處取輸出為 310V 對應的 2U 2 310 os 15U ?? 散熱器的選擇 晶閘管是一種熱限制器件。整流設備是將交流電變?yōu)橹绷麟娸敵觯斴敵鲆欢ǖ闹绷鞴β蕰r，整流變壓器的容量與直流輸出容量有一定的關系。 整流變壓器的選擇 整流變壓器就是整流設備的電源變壓器，它向整流線路提供適當?shù)碾妷海颜麟娐放c交流電網在電氣上隔離 。 晶閘管的過電流保護采用交流側串接 ， 200A 的電抗器，串接 200A 的快速熔斷器。 （ 2） .熔斷器的額定電流應略小于晶閘管的額定電流。也可按經驗選?。? 網側進線電抗器壓降 17 交流輸入線電壓 電抗器額定電壓降 3abU 5 230 380 10 460 10 VU :交流輸入相電壓有效值（ V） LU? :電抗器額定電壓降 nI :電抗器額定電流（ A） 注意：不宜選的過大，一般選取進線電壓的 4％（ ）已經足夠，較大容量變頻器中如 75KW 以上可選用 10V 壓降。 進線電抗器的設計以下面公式為依據 : 2 212()2VLVfI?? 進線電抗器既阻止來自電網干擾，又能減少整流單元的諧波對電網造成的污染。 晶閘管的過電流保護方法有好多種，本設計采用在交流側進線中串接電抗器。 快速開關都用在直流電路，他的全分斷時間最快為 10ms。 （ 2） . 額定電 流 這是指快熔能夠長期內通過的電流有效值。但快熔只適合作短路保護，不宜作過載保護。蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 16 在不同的過流區(qū)域內 ，合理地選用保護電器是能否對晶閘管起到有效保護作用的關鍵，為此，需對上述保護電器的特性有所了解。在按此作出過載特性時，為了與其他保護電器相配合，還需要把晶閘管的通態(tài)平均電流乘 ，換算成有效值。 為了求得與一般保護電器的良好配合，常作出晶閘管的過載特性。吸收電阻與吸收電容的經驗計算公式為 : KC =(2~4) 3101?TI =(2~4) ?? =~? F 電容耐壓及電阻功率計算公式為： mcVU? 62 10 ??? ）（ mR VfCP 其中 mV — 作用于器件上的正、負峰值電壓，在三相橋式中 VVm 5882406 ??? RK =10~30? 阻容電流： CI = CKUfC?2 = 6 0 0 6 ?????= 選取吸收電容為 F? ，耐壓 630V的金屬化紙介電容 DZJDZ — F? /630V。 壓敏電阻選擇步驟： (1)額定電壓 1mAU （即漏電流 1mA時的電壓） 2 3 250814 ( )mA lUUV?? ? ? ?? 1mAU ：壓敏電阻額定電壓（ V） 2lU ：變壓器二次側線電壓有效值（ V） （ 2）泄放電流初值 三相變壓器時， 23 2 5 . 4 8 ( 0 . 3 )2R M Z O ZI K I K? ? ?取 ZK ：能量轉換系數(shù)，與斷路器類型 有關，空氣斷路器為 ~ ，油斷路器為 ~ ， 2ONI —— 三相變壓器空載電流有效值 （ 3）最大電壓 RMU 1RM R RMU K I ?? (Kr：元件的特性系數(shù) a：壓敏元件的非線性導數(shù)一般選在 2~25之間 ) 若 =20時， RK = 1mAU =? 1000=1400 過電壓倍數(shù)：22RNgulUK U? 過電壓倍數(shù)應不小于 SCR電壓儲備系數(shù) （ 4）計算和校驗壓敏電阻的能耗 1 . 0 5 612 6 .5 1 0 ( )m A P mA U I J??? PmI ：壓敏的通態(tài)容量 通流容量是指：在規(guī)定的波形（浪涌沖擊電流前沿持續(xù)時間內，允許通過的浪涌峰值電流）。因此是一種較好的過電壓元件（金屬氧化物材料）氧化鋅燒結而成 。 作用 ：吸收由于雷擊等原因產生的能量較大，持續(xù)時間較長的過電壓。 K1—— 對于三相電路 ， K1=3, K2一一對于三相橋式電路在阻容保護三角形聯(lián)接時， K2=300。 2V —— 變壓器二次相電 壓有效值 。為降低電阻的溫度電阻功率應選電阻傷科消耗功率值的 2倍左右。使 R的功耗增大，并使晶閘管導通時的 di/dt上升。 — 變壓器空載電流，以額定電流的百分數(shù)表示，對于本次設計， Io=4%一 10% 2V — 變壓器一次相電壓有效值 (V)； S— 變壓器每相的平均視在 容量 (VA)； 阻容保護三角形聯(lián)接時，電容器的電容量小但耐壓要求高聯(lián)接時，電容器的電容量要 13 大，但耐壓要求低、電阻值也小通常增大 C能降低作用到晶閘管上的過電壓 Ldv/dt但過大的 C值不但增大體積而且使 R的功率增大，并使晶閘管導通時的 di/dt升。 1．交流側過電壓阻容保護 下圖 給出阻容保護常用的接線圖，其中電阻 R、 C用下面關系式近似計算 : 2202 .3 ( )VVR SI? 20 26 ( )SCI V? 常見的晶閘管過電壓有交流側過電壓和直流側過電壓，對這些過電壓的主要處理措施如下圖所示 交流側 整流回路 直流側 A為接地電容 B為阻容保護 C為器件側阻容保護 圖 晶閘管采用的幾種過電壓保護 式中： 2V — 整流變壓器的阻抗電壓，以額定電壓的百分數(shù)表示，對于本設計， 2V = 4%一 10%。 22 3 6 2 5 0 6 1 2 . 3R M lU U V? ? ? ? ? ?蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 12 晶閘管的保護 晶閘管承受過電流和過電壓的能力較差，短時間的過電流和過電壓就會把器件損壞，但不能完全根據裝置運行時可能出現(xiàn)的暫時的過電流和過電壓數(shù)值來確定器件參數(shù)，還要充分發(fā)揮器應有的過載能力。即 RRMV =(2— 3) MV 其中 MV 為晶閘管承受的最大正反向峰值電壓，在本設計中 由于 dU 在 0— 310V可調， dI 在 0— 85A可調。 晶閘管的選擇和保護電路設計 晶閘管的選擇 晶閘管的選擇是保證晶閘管工作在其安全工作區(qū)內，主要包括額定電壓、額定電流。 本設計整流電路在工作過程中會產生很大的諧波，對電網造成干擾。 11 在以上的分析中已經說明，整流輸出電壓 dU 的波形在一周期內脈動 6次，且每次脈動的波形相同，因此在計算其平均值時，只需對一個脈波進行計算即可。在α =90176。 當α 60176。區(qū)別在于負載不同時，同樣的整流輸出電壓加在負載上，得到的負載電流 di 波形不同，電阻負載時 di 波形與 dU 波形形狀一樣。時，電流不連 續(xù)時 輸出電壓平均值 v與輸入線電壓有效值 U2的關系為： 233 2 si n ( )dV U td t?? ? ??? ?? ? 232 [1 c os( )]3U ? ??? ? ? 通過晶閘管的電流 Ivt與負載平均電流 Id的關系為： 231 ( si n ) ( )V T MI I t d t??? ??? ?? ? 蘭州理工大學畢業(yè)設計說明書 10 si n( 2 )1 3[]3 2 4MI? ?????? ? ? 232 [1 c os( ) ]3dd V UI RR ? ??? ? ? ? 3 [1 cos( )]3MI ? ??? ? ? 即有： sin ( 2 )1 3[]3 2 43 [ 1 c o s( ) ]3VTdII? ?? ? ?? ???? ? ??? 三相全橋整流電路輸入電流有效值 I2與負載平均電流 Id的關系為： 2234 ()2I i d t??? ?? ?? ? 232 ( si n ) ( )MI t d t??? ??? ?? ? si n( 2 )2 3[]3 2 4MI? ?????? ? ? 即有： 2sin ( 2 )2 3[]343 [ 1 c o s( ) ]3dII? ??? ?? ???? ? ??? 當 α 60176。電流連續(xù)時 輸出電壓平均值 V 與輸入線電壓有效值 U 的關系為 : 23233 2 sindV U td t? ?? ? ??? ??? ? 232cosU ??? cosU ?? (3— 1) 通過晶閘管的電流 Ivt 與負載平均電流 Id的關系為 : 12212 ()2VT VTI i d t?? ??? ? 9 2 2332 ( si n ) ( )2 MI t d t? ??? ?????? ? 1 3 c os 264MI ??? ???????? （ 3— 2） 222 3 2, , ( ) c osdM d dvUUI I vRR ??? ? ?而 232 cosd UR ???I 3 cosMI ??? 所以有： 1 3 c o s 2()3 c o s 6 4VTdII ? ? ????? （ 3— 3） 三相全橋整流電路輸入電流有效值 I2 與負載平均電流 Id的關系為： 212224 ()2I i d t?? ??? ? 2 2332 ( si n ) ( )MI t d t? ??? ?????? ? 2 3 c os 2()64MI ????? 2 2 3 c o s 2()3 c o s 6 4dII ? ? ????? （ 2） .當 60176。時的波形 （ 1） . 當 0176。當 α =120゜時輸出平均電壓為零，所以應該分別對待。由于輸出整流電壓為共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的相電壓與共陽極組中處于通態(tài)的晶閘管對應的相電壓的差，因此輸出電壓為線電壓在正半周期的包絡線 (圖中2dU )。 Ud1 為相電壓波形， Ud2 為線電壓波形。 下面分別講述可控整流電路在阻性和阻感性負載情況下輸出與輸入的關系。晶閘管之間的換相是在同一結構組中進行的，即共陽極與共陽極的晶閘管換相，共陰極與共陰極的晶閘管換相。 相控整流主電路設計與計算 主回路理論分析 三相全控橋晶閘管整流主電路如下圖，圖中 V1— V6 為晶閘管， C1 一 C6 為吸收電容， R1— R6 為吸收電阻。 可控整流模塊設計指標如下 : 輸入：主電路輸入三相 380V 電壓； 門極驅動電路輸入六路晶閘管驅動脈沖信號； 輸出