【正文】 滿足換流需要 Q2=?cosP cos φ L Q= Q1+ Q2=P(tanφ L+tan φ ) 負載感應(yīng)器的功率因數(shù) cos φ L 都很低 ,用于熔煉時 cos φL=~,用于透熱和淬火時 cos φ L=~ ， 本裝 置取 cos φ L=, P=100kw, cos φ L= 則 Q=100(+) vark =1070kvar 選用中頻電容器型號 ,即 eU = kW , eQ =90kwm, ef =，每臺電容量約為 電容器 1070/90B12 第 20 頁 共 33 頁 第四章 整流觸發(fā)電路的工作原理 由前可知，三相橋式全控整流電路有六只晶閘管，因此要求觸發(fā)電路能夠提供六個周期性的觸發(fā)脈沖信號，這六只觸發(fā)脈沖的頻率應(yīng)與輸入整流電路的三相工頻交流電同步，而且六路脈沖的相位關(guān)系互差 60度電角度。在晶閘管導(dǎo)通期間控制極上加有脈沖信號對其正常工作不會產(chǎn)生不良影響，但當晶閘管收反相電壓關(guān)斷后仍有觸發(fā)脈沖加于控制極時，則管子的漏電流將顯著增加，而且這樣做非成危險。 第 21 頁 共 33 頁 觸發(fā)電路框圖如圖所示 1) 同步電壓與信號形成電路的作用，使觸發(fā)電路輸出脈沖的基本工作頻率和晶閘管的控制極觸發(fā)相序與主電路保持同步狀態(tài)。 3) 移相控制與尖脈沖形成環(huán)節(jié)的作用 把直流控制信號幅度變化與鋸齒波比較后轉(zhuǎn)換成尖脈沖相位的變化，線路中采用一只工作狀態(tài)的晶體管和一組 RC電路來達到尖脈沖形成的目的。 5）功率放大與輸出電路的作用 將整形調(diào)整好的脈沖加以放大使其具有足夠大幅值，以適應(yīng)被觸發(fā)元件的參數(shù)的要求，輸出電路采 用脈沖變壓器帶動負載，一方面使主電路與觸發(fā)電路加以隔離，另一方面又使波形基本上不失真如實的進行波形傳替。啟動電路的主要任務(wù)是：產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖以啟動逆變器從而保證逆變器由啟動轉(zhuǎn)到穩(wěn)定運行 。 在啟動前開關(guān) S置于 “1”位置，電容 C被充電至 Uo，啟動時開關(guān) S撥向開關(guān) “2”端，電容便向電感支路放電，這樣原來存在于電容 C內(nèi)的能量便逐漸轉(zhuǎn)移到電感 L中，一直到電容中的能量放完時 C兩端的電壓便下降到零，電容放電停止，但由于電感中的電路不能突變，它仍然按原來的方向繼續(xù)流動，而維持這一電流是儲藏于電感中的能量，電流的繼續(xù)流動使電容 C被反向充電，極性與原來的相 反，隨著 C上電荷的不斷增長，電感中的能量又不斷轉(zhuǎn)移到電容中，當電流下降到零時，線圈中的能量轉(zhuǎn)移到電容中。能量在 R中被消耗掉。要想把以上的工作原理應(yīng)用到中頻電路中去，就需要一套向電容充電的電路及使電容在啟動瞬間并向負載的開關(guān)。啟動時按下啟動按扭 SB4，主接觸器 KM2吸合并自鎖 ，主電路供電，當按下逆變工作按扭 SB6時 KM3吸合接入電路，改變觸發(fā)角 a的大小，即可適當調(diào)整直流電壓輸出。 第六章 保護系統(tǒng)及保護器件的選擇 由于晶閘管中頻加熱電源裝置的工作受供電電網(wǎng)及負載的影響較大，而且晶閘管元件超負載能力又較小，故要使裝置可靠工作，必須要有完善的保護措施。電流，電壓檢測電 路分別取出負載的電流和電壓信號經(jīng)過橋式整流電路，并分別從 RP5和 PP6上得出一個能反映其變化的電壓量。當負載的電壓和電流超過整定值時，穩(wěn)壓管 VS1和 VS2被擊穿 (穩(wěn)壓管是利用其自身的反態(tài)變成導(dǎo)通狀態(tài)。 當裝置中整流橋輸出失控或者逆變橋輸出發(fā)生短路以及外界的其他因數(shù)，會使得裝置中的電壓和電流在極短的時間內(nèi)上升到極大值，這時限電壓跟電流電路不能有效地 控制電壓和電流的上升，為此設(shè)計了過電壓過電流保護電路，具體的電路如圖。同時把負載端取出來的電壓信號也經(jīng)過橋式整流在電位器 RP8形成一直流電壓，這個電壓正比于負載的電壓。一旦電壓電流超過整定值，溫壓管 V1， V2就會被擊穿導(dǎo)通，晶閘管 VT1和 VT2得到觸發(fā)信號導(dǎo)通，過電壓過 電流指示燈亮，同時電流流過脈沖變壓器 TP一側(cè)，在二次側(cè)有脈沖信號輸出，晶閘管 VT3被觸發(fā)導(dǎo)通，六塊觸發(fā)板被封鎖，整流裝置輸出電壓為零，從而保護其他設(shè)備免遭破壞。當然整流橋中某個晶閘管由于某些原因被擊穿損壞后，便造成交流進線的相間短路。 對交流電源開關(guān)時間的浪涌電壓，電源側(cè)和負載側(cè)侵入的浪涌電壓，快速熔斷器熔斷時產(chǎn)生 的過電壓，閃電雷擊等引起的過電壓，由于其能量大維持時間長，故此裝置用壓敏電阻進行保護。 電阻的功率 : PR=?CU2m106=50106W= 熔斷器的選擇 快速熔斷器可根據(jù)線路電壓選擇，工作電流可按被保護晶閘管的額定平均正向電流的 倍選用： 電壓 : 380V 電流 : 200A=314A 取 300A 的熔絲 型號 RS3300A/380V 進線電感的選擇 進線電感作用是用來改善裝置的換流條件，降低晶閘管換流時的電流上升率，減弱晶閘管工作時對電網(wǎng)的影響。 濾波電抗器的選擇 濾波電抗器作用有兩個 : 限制電流脈動；在最小工作電流時 ,使波形連續(xù)。 1） 按最小負載電流連續(xù)的原則 Ld= mHmHIUd m i n2 ???? 2） 根據(jù)限制電流脈動的原則 第 27 頁 共 33 頁 Ld= mHmHISUfUU dddm 33122 ????? ?????? 壓 敏電阻的選擇 直流側(cè)采用△接法 U1mA= VVU ???? 式中 U — 壓敏電阻兩端正常工作時承受的電壓有效值（ V）。 逆變電路晶閘管的均壓均流 本設(shè)計中逆變橋采用兩只 1000V 晶閘管，串聯(lián)使用滿足高電壓大容量的要求，但其正反向漏電流及控制極觸發(fā)特性不可能完全一樣，因此必須采取均壓措施。 jR ≤ (~)DRMTNIU =(~) ?? ?310401000 =2500~6250Ω 式中 UTN — 晶閘管的額定電壓； IDRM — 斷態(tài)重復(fù)峰值電流。 第 28 頁 共 33 頁 第七章 繼電器接觸器控制電路 繼電器控制電路如圖所示 ,具體操作如下 : 1) 按下 SB2， KM1通電并自鎖，此時控制部分通電，這時可以檢查整流和逆變電第 29 頁 共 33 頁 路是否正常。 3) 按下 SB6， KA1通電并自鎖（ 在此之前晶閘管應(yīng)通冷卻水），給定電壓接通 =90度，此時調(diào)節(jié)控制移相直流電壓 Uc 電位器，整流輸出電壓可以零平滑地調(diào)節(jié)500V，此時 角由 90度變成 0度。 5) KT1線圈得電后經(jīng)過一段時間延時， KT1延時閉合快觀閉合，啟動電容并入負載回路放電，負載回路中產(chǎn)生衰減振蕩，逆變觸發(fā)器得到觸發(fā)信號開始工作，隨之逆變橋開始工作。 7) 停機時先按下 SB5使 KA1釋放，整流橋立即進入逆變狀態(tài)并將電抗中儲藏的能量送回到電網(wǎng)中，逆變橋自動停止工作。 9) 運行中若供水發(fā)生中斷，逆變自動停止，可保護系統(tǒng)不受損害 第八章 畢業(yè)設(shè)計及心得體會 這次畢業(yè)論文可以說是順利完成。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，當然也要歸功于我的指導(dǎo)老師陸斌老師的認真負責和我的搭檔郭麗霞的幫助，使我使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。 其實對電力電子掌握了并不是太扎實，但是通過這個畢業(yè)設(shè)計對晶閘管(GTR,GTO)結(jié)構(gòu) ,工作原理 ,主要特性與參數(shù)有了更深刻的了解的 ,對三相全控整流電路，逆變電路，觸發(fā)電路的原理結(jié)果有了進一步的了解，尤其對其的工 作原理有了深刻的認識，對并聯(lián)諧振中電容作用及晶閘管導(dǎo)通和關(guān)斷順序有了很明白的認識 ,對電源有了進一步的認識，對交流電轉(zhuǎn)換為直流電 ,交流電轉(zhuǎn)化成直流電過程也很有深刻認識。當看著自己的畢業(yè)設(shè)計論文能夠順利的完成時，心里感到莫大的幸福和欣慰。 這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習過程和研究過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。 學無止境。 致 謝 在本文即將結(jié)束之際，我要由衷地感謝在我畢業(yè)設(shè)計階段，乃至大學 3年學習生活中幫助過我的師長與同學。 本論文的選題、研究內(nèi)容、研究方法及論文的形成是在導(dǎo)師陸斌老師支持、鼓勵和悉心指導(dǎo)下完成的， 他是我獲得深思熟慮的意見和概念清晰的見解的來源，他不惜花費自己時間對本論文提出許多意見和建議，既激發(fā)了我的靈感，又給了我持久不斷的鼓勵。 本次論文與設(shè)計的完成對我是一個巨大的激勵，使我在學術(shù)研究方面充滿信心，更為我在今后的學習與工作中提供了寶貴的經(jīng)驗。 感謝院領(lǐng)導(dǎo)及各位老師在學習期間給予我的幫助。并以此文獻給所有關(guān)心與幫助過我的親人們、老師們和朋友們！ 第 32 頁 共 33 頁 第 33 頁 共 33 頁 參 考文獻 [1] 劉泉海 . 電力電子技術(shù) . 重慶 : 重慶大學出版社 . 2021. 137139. 174181 [2] 郝萬新 . 電力電子技術(shù) . 北京 : 化學工業(yè)出版社 . 2021. 7883. 8698 [3] 莫正康 . 半導(dǎo)體變流技術(shù) . 北京 : 機械工業(yè)出版社 . 2021 [4] 呂家元 . 半導(dǎo)體變流技術(shù) . 天津 : 天津大學出版社 . 1988 [5] 孟貴華 . 電子元器件選用入門 . 北京 : 機械工業(yè)出版社 . 2021 [6] 莫正康 . 晶閘管變流技術(shù) . 北京 : 機械工業(yè)出版社 . 1998 [7] 鄭宏婕 . 電力電子技術(shù)與應(yīng)用 . 福建：科學技術(shù)出版社 . [8] 姚金生、鄭小利等 . 元器件 . 北京： BEIJING. 2021 [9] 薛永毅 . 新型電源電路應(yīng)用實例 . 北京： 電子工業(yè)出版社 . [10] 黃俊、王兆安 . 電力電子變流技術(shù)（第三版） . 北京：機械工業(yè)出版社 .