【正文】 變壓器容量計(jì)算 設(shè)計(jì)時(shí)留取一定的裕量，可以取容量為整流變壓器。這種器件具有MOS門極的高速開(kāi)關(guān)性能和雙極動(dòng)作的高耐壓、大電流容量的兩種特點(diǎn)。 IGBT 信號(hào)及波形圖 設(shè) 考慮占空比為，則 因?yàn)?，取倍裕量，選耐壓為 大致為4倍關(guān)系，故應(yīng)選用大于4倍額定負(fù)載電流的IGBT為宜，因此選用以上,額定電壓1600V左右的IGBT。 濾波電容C1的選擇 C1一般根據(jù)放電的時(shí)間常數(shù)計(jì)算，負(fù)載越大，要求紋波系數(shù)越小，一般不做嚴(yán)格計(jì)算，多取2000 uF以上。第六章 主電路保護(hù)電路設(shè)計(jì) IGBT的保護(hù)設(shè)計(jì) 在斬波電路中對(duì)斬波器的保護(hù)，實(shí)際上就是對(duì)IGBT的保護(hù)。在設(shè)計(jì)對(duì)IGBT的保護(hù)系統(tǒng)中，主要是針對(duì)過(guò)電流保護(hù)和開(kāi)關(guān)過(guò)程中的過(guò)電壓保護(hù)。對(duì)于過(guò)載保護(hù)不必快速響應(yīng)，可采用集中式保護(hù)，即檢測(cè)輸入端或直流環(huán)節(jié)的總電流，當(dāng)此電流超過(guò)設(shè)定值后比較器翻轉(zhuǎn)，封鎖所有IGBT驅(qū)動(dòng)器的輸入脈沖，使輸出電流降為零。 IGBT能承受很短時(shí)間的短路電流，能承受短路電流的時(shí)間與該IGBT的導(dǎo)通飽和壓降有關(guān)，隨著飽和導(dǎo)通壓降的增加而延長(zhǎng)。存在以上關(guān)系是由于隨著飽和導(dǎo)通壓降的降低，IGBT的阻抗也降低，短路電流同時(shí)增大，短路時(shí)的功耗隨著電流的平方加大，造成承受短路的時(shí)間迅速減小。軟關(guān)斷指在過(guò)流和短路時(shí)，直接關(guān)斷IGBT。為增加保護(hù)電路的抗騷擾能力，可在故障信號(hào)與啟動(dòng)保護(hù)電路之間加一延時(shí)，不過(guò)故障電流會(huì)在這個(gè)延時(shí)內(nèi)急劇上升，大大增加了功率損耗，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致器件的di/dt增大。 降柵壓旨在檢測(cè)到器件過(guò)流時(shí)，馬上降低柵壓，但器件仍維持導(dǎo)通。若延時(shí)后故障信號(hào)依然存在，則關(guān)斷器件，若故障信號(hào)消失，驅(qū)動(dòng)電路可自動(dòng)恢復(fù)正常的工作狀態(tài)，因而大大增強(qiáng)了抗騷擾能力。極高的電流下降率將會(huì)在主電路的分布電感上感應(yīng)出較高的過(guò)電壓，導(dǎo)致IGBT關(guān)斷時(shí)將會(huì)使其電流電壓的運(yùn)行軌跡超出它的安全工作區(qū)而損壞。但對(duì)于IGBT的開(kāi)通來(lái)說(shuō)，集電極電路的電感有利于抑制續(xù)流二極管的反向恢復(fù)電流和電容器充放電造成的峰值電流，能減小開(kāi)通損耗，承受較高的開(kāi)通電流上升率。 主電路過(guò)電流保護(hù)電路過(guò)電流保護(hù)采用的是在主電路中串聯(lián)一個(gè)1的電阻，在其兩端并聯(lián)電磁繼電器的線圈。過(guò)流保護(hù)信號(hào)取自電阻兩端的電壓，在SG3525內(nèi)部由于T3基極與A端線相連，A端線由低電壓上升為邏輯高電平，經(jīng)過(guò)SG3525A的13腳輸出為高電平，功率驅(qū)動(dòng)電路輸出至功率場(chǎng)效應(yīng)管的控制脈沖消失。 壓敏電阻采用由金屬氧化物（如氧化鋅、氧化鉍）燒結(jié)制成的非線性壓敏元件作為過(guò)電壓保護(hù)，其主要優(yōu)點(diǎn)在于：壓敏電阻具有正反向相同的陡峭的伏安特性，在正常工作時(shí)只有很微弱的電流（1mA以下）通過(guò)元件，而一旦出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)電壓，壓敏電阻可通過(guò)高達(dá)數(shù)千安的放電電流，將電壓抑制在允許的范圍內(nèi)，并具有損耗低，體積小，對(duì)過(guò)電壓反映快等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)采用三相全控橋整流電路，變壓器的繞組為△—Y聯(lián)結(jié)，在變壓器交流側(cè)，采用壓敏電阻的保護(hù)回路。 （2）計(jì)算壓敏電阻泄放電流初值，即三相變壓器時(shí)： （624） 式中，能量轉(zhuǎn)換系數(shù)，； 三相變壓器空載線電流有效值， （3）計(jì)算壓敏電阻的最大電壓的公式為 式中，壓敏元件特性系數(shù)； 壓敏元件非線性系數(shù)。 因此，壓敏電阻額定電壓取650V型壓敏電阻。 。壓敏電阻承受的額定電壓峰值就是 對(duì)于本設(shè)計(jì)： 因此，壓敏電阻額定電壓取300V 型壓敏電阻。（1）在交流進(jìn)線中串接電抗器或采用漏抗較大的變壓器，這些措施可以限制短路短路電流。（3）交流側(cè)經(jīng)電流互感器接入過(guò)電流繼電器或直流側(cè)接入過(guò)電流繼電器，可以在發(fā)生過(guò)電流時(shí)動(dòng)作，斷開(kāi)主電路。直流開(kāi)關(guān)的應(yīng)根據(jù)下列條件選擇： ① 快速開(kāi)關(guān)的額定電流額定整流電流。 ③ 快速開(kāi)關(guān)的分?jǐn)嗄芰χ绷鱾?cè)外部短路時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流平均電流平均值。（5） 快速熔斷器 它可以安裝在交流側(cè)或直流側(cè)，在直流側(cè)與元件直接串聯(lián)。② 熔斷器的額定電流應(yīng)大于溶體的額定電流。 本課題設(shè)計(jì)中變壓器的一次側(cè)的線電壓為380V，熔斷器額定電壓可選擇400V。 本課題設(shè)計(jì)中變壓器的一次側(cè)的電流 熔斷器額定電流 因此，按本課題的設(shè)計(jì)要求熔斷器的額定電壓可選400V，額定電流選70A。由于IGBT模塊的開(kāi)關(guān)頻率高，開(kāi)關(guān)損耗大，特別是對(duì)大功率IGBT模塊，一般普通型材散熱器難以滿足要求。目前適合于大功率IGBT模塊的熱管散熱器的熱阻可以達(dá)到額定標(biāo)準(zhǔn)以下。為整流變壓器的總?cè)萘?，為變壓器一次?cè)的容量，為一次側(cè)電壓, 為一次側(cè)電流, 為變壓器二次側(cè)的容量，為二次側(cè)電壓，為二次側(cè)的電流，、為相數(shù)，以下就是各量的推導(dǎo)和計(jì)算過(guò)程。影響值的因素有：(1)值的大小首先要保證滿足負(fù)載所需求的最大電流值的。(3)變壓器漏抗的存在會(huì)產(chǎn)生換相壓降。(5)電樞電阻的壓降。通常取,供電質(zhì)量較差，電壓波動(dòng)較大的情況應(yīng)取較小值； 表示電動(dòng)機(jī)電樞電路總電阻的標(biāo)么值，對(duì)容量為的電動(dòng)機(jī)，通常。 負(fù)載電流最大值；所以,表示允許過(guò)載倍數(shù)。，,，（其中A、B、） 變流變壓器的計(jì)算系數(shù)整流電路單相雙半波單相半控橋單相全控橋三相半波三相半控橋三相全控橋帶平衡電抗器的雙反星形C11 以下為計(jì)算過(guò)程和結(jié)果： 這里可以取。根據(jù)主電路的不同的接線方式，,從而求的、出變壓器二次側(cè)容量。一次相電壓有效值取決于電網(wǎng)電壓。 為各種接線形式時(shí)變壓器次級(jí)電流有效值和負(fù)載電流平均值之比。 整流元件晶閘管的選型正確選擇晶閘管能夠使晶閘管裝置在保證可靠運(yùn)行的前提下降低成本。再確定晶閘管額定電流，額定電流有效值大于流過(guò)元件實(shí)際電流的最大有效值。 由此可求出晶閘管的額定電流，其公式為： 可以取額定電流為2A。所以在穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，它的輸入電壓，所以在穩(wěn)態(tài)的時(shí)候，的數(shù)值上。1. 由于ASR有輸出限幅值，限幅值為，這樣電流的最大值為，當(dāng)時(shí)，電流環(huán)將使電流下降，調(diào)節(jié)電位器RP3的電流反饋系數(shù)或整定ASR的輸出限幅值。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)引起電流波動(dòng)，通過(guò)ACR的調(diào)節(jié)，使的電流很快的恢復(fù)原值，在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響很小，可以忽略。三相橋式電路的平均失控時(shí)間 Ts=（2）電流濾波時(shí)間常數(shù)Toi。（3）電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和。（4）電磁時(shí)間常數(shù)的確定。 （61）則電磁時(shí)間常數(shù) 機(jī)電時(shí)間常數(shù)2. 選擇電流調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，并保證穩(wěn)態(tài)電流無(wú)靜差，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：,，各項(xiàng)指標(biāo)都是可以接受的，因此基本確定電流調(diào)節(jié)器按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)。電流開(kāi)環(huán)增益：要求時(shí)，取，因此 （84）于是，ACR的比例系數(shù)為(Uc為10v) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)電流反饋系數(shù) 4. 校驗(yàn)近似條件電流環(huán)截止頻率：（1） 晶閘管整流裝置傳遞函數(shù)的近似條件 （86）滿足近似條件。（3） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件 滿足近似條件。由前述已知，則 （812）（2）轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù)，根據(jù)所用測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波情況，取.（3）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)。（2）轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為 （820）滿足近似條件。實(shí)際上，而突加階躍給定時(shí)，ASR飽和，不符合線性系統(tǒng)的前提，應(yīng)該按ASR退飽和的情況重新計(jì)算超調(diào)量。 典型II型系統(tǒng)階躍輸入跟隨性能指標(biāo)（按準(zhǔn)則確定參數(shù)關(guān)系）h345678910%%%%%%%%3k32211111 典型II型系統(tǒng)動(dòng)態(tài)抗擾性能指標(biāo)與參數(shù)的關(guān)系h345678910%%%%%%%%設(shè)理想空載起動(dòng)時(shí)，負(fù)載系數(shù)，已知。根據(jù)式（824）計(jì)算得 ， （825）不滿足要求8. 轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制從計(jì)算得的退飽和超調(diào)量，可知不滿足動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，因此需加轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋。在雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中。 帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器: 含有轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)框圖轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)中待定的參數(shù)是和，其中轉(zhuǎn)速微分時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)速微分濾波時(shí)間常數(shù)是以選定，只要確定，就可以計(jì)算出和了。上述已求出動(dòng)態(tài)速降的基準(zhǔn)值所以 （832），當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，而現(xiàn)在，符合上式（832要求。從以上分析可得出結(jié)論，帶轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)不僅使轉(zhuǎn)速超調(diào)大大減小，而且大大降低動(dòng)態(tài)速降。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查閱了大量的資料，不僅有關(guān)于電力電子技術(shù)方面的，也有關(guān)于電力拖動(dòng)方面，通過(guò)此次設(shè)計(jì)，讓我深刻地感受到了各門課程之間的聯(lián)系，以及工程設(shè)計(jì)與理論計(jì)算之間的差別，也借由這次設(shè)計(jì)回顧了電力電子技術(shù)這門課程的知識(shí)。從搜集資料到方案設(shè)計(jì)，從寫稿到反復(fù)修改，期間經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫作課程設(shè)計(jì)報(bào)告的過(guò)程中思緒是如此復(fù)雜，混亂。 感謝包老師在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中的指導(dǎo)，我的課程設(shè)計(jì)報(bào)告才能夠得以順利完成，由于本人知識(shí)淺薄，在本文中的完成過(guò)程中參考了電力電子電力電子學(xué)有關(guān)書籍，在此向本文參考資料的作者表示由衷的感謝