2022年V-M不可逆双闭环直流调速系统课程设计.docx

广西工学院鹿山学院电力拖动自动掌握系统课程设计设计题目： V-M 不行逆双闭环直流调速系统系 别：电子信息与掌握工程系专业班级：自动化091姓 名：刘帅学 号： 20212349日 期： 2021 年 6 月 5 日内容摘要电力拖动自动掌握系统是把电能转换成机械能地装置，它被广泛地应用于一般生产机械需要动力地场合，也被广泛应用于精密机械等需要高性能电气传动地设备中，用以掌握位置、速度、加速度、压力、张力和转矩等.直流电动机具有良好地起、制动性能，宜于在大范畴内平滑调速，在很多需要调速或快速正反向地电力拖动领域中得到应用.晶闸管问世后，生产出成套地晶闸管整流装置，组成晶闸管 电动机调速系统（简称V-M 系统），和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和牢靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大地优越性.而转速、电流双闭环掌握直流调速系统是性能很好、应用最广地直流调速系统.双闭环直流调速系统即速度和电流双环直流调速系统，是由单闭环直流调速系统进展起来地，调速系统使用比例积分调剂器，可以实现转速地无静差调速.又采纳电流截止负载环节，限制了起（制）动时地最大电流.这对一般地要求不太高地调速系统，基本上已经能 满意要求 .但是由于电流截止负反馈限制了最大电流，加上电动机反电势随着转速地上升而增加，使电流到达最大值后快速降下来，这样，电动机地转矩也减小了，使起动加速过程 变慢，起动地时间久比较长.在这些系统中为了尽快缩短过渡时间，所以就期望能够充分利用晶闸管元件和电动机所答应地过载才能，使起动地电流爱护在最大答应值上，电动机输出最大转矩，从而转速可直线快速上升，使过渡过程地时间大大地缩短.另一方面，在一个调剂器地输出端综合几个信号，各个参数相互调剂比较困难.为了克服这一缺点就应用转速，电流双环直流调速系统.关键词：双闭环直流调速系统MA TLAB目录第1章电力拖动自动控制系统设计任务书3第2章设计方案地挑选 4第3章主电路选型和闭环系统地组成53.1整体设计 53.2主电路 53.3双闭环直流调速系统地静态特性63.4闭环调速系统 73.5电机形式地确定 103.6晶闸管结构型式地确定113.7闭环调速系统地组成 11第4章调速系统主电路元部件地确定及其参数运算 124.1整流变压器容量运算 124.2晶闸管地电流、电压定额运算134.3平波电抗器电感量运算134.4爱护电路地设计运算 14第5章驱动掌握电路地选型设计 175.1 集成触发电路 175.2 三相桥式全控整流电路分析18第 6 章 双闭环系统调剂器地动态设计 196.1 电流调剂器地设计 196.2 转速调剂器地设计216.3 检测电路参数设置23电气原理总图及其波形图 24第 7 章 MATLAB/SIMULINK仿真软件 257.1 仿真软件介绍 257.2 仿真软件操作过程 26第 8 章 仿真设计 278.1 仿真波形图 29第 9 章 仿真结果分析 32设计总结 32参考文献 33第一章电力拖动自动掌握系统设计任务书一设计题目： V-M 不行逆双闭环直流调速系统设计二技术数据直 流他 励 电 动 机 ： 额 定 功 率 Pn1.1KW ， 额 定 电 压 Un220V ， 额 定 电 流I n136A ， 额 定 转 速 nn1460r/ min， 磁 极 对 数 P2 ， 励 磁 电 压U f220V ， 励 磁 电 流 I f1.5A ， 电 枢 电 阻 Ra0.21， 电 枢 电 感La210mH ， 磁 场 与 电 枢 互 感Laf840mH ， 整 流 器 内 阻Rr e c0. 5，GD 222.5 Nm2 ，平波电抗器 L20mH . Ks3540 ,电流反馈滤波时间常数dToi0.002s ，转速反馈滤波时间常数Ton0.01 s ，过载倍数1.5 ，转速调剂器和 电流 调 节器 地饱 和值 为 12V ， 输 出限 幅为 10V ，额 定 转速 时转速 给 定nimU *10V ，电流给定最大值 U *10V .系统主电路： R0.71， T0.012 s .三设计要求1. 该调速系统能进行平滑地速度调剂，负载电机不行逆运行，具有较宽地调速范畴D 10，系统在工作范畴内能稳固工作2. 系统静特性良好，无静差（静差率s 5%）3. 动态性能指标：电流超调量i5% ，空载启动到额定转速时地转速超调量n10% .4. 系统在 5% 负载以上变化地运行范畴内电留恋续.5. 调速系统中设置有过电压、过电流等爱护，并且有制动措施.6. 主电路采纳三相全控桥整流电路.四设计内容1. 依据题目地技术要求，分析论证并确定主电路地结构型式和闭环调速系统地组成，画出系统组成地原理框图.2. 调速系统主电路元部件地确定及其参数运算.3. 驱动掌握电路地选型设计.4. 动态设计运算：依据技术要求，对系统进行动态校正，确定ASR 调剂与 ACR 调剂器地结构型式及进行参数运算，使调速系统工作稳固，并满意动态性能指标地要求 .5. 绘制 V-M双闭环直流不行逆调速系统电器原理图，并讨论参数变化时对直流电动机动态性能地影响 .6. 对所设计地系统进行运算机仿真试验，即可面对传递函数地MA TLAB仿真方法，也可用面对电气系统原理结构图地MATLAB仿真方法 .其次章 设计方案地挑选速度和电流双环直流调速系统（双环），是由单闭环直流调速系统进展起来地，调速系统使用比例积分调剂器，可以实现转速地无静差调速.又采纳电流截止负载环节，限制了起（制）动时地最大电流.这对一般地要求不太高地调速系统，基本上已能满意要求.但是由于电流截止负反馈限制了最大电流，加上电动机反电势随着转速地上升而增加，使电流到达 最大值后快速降下来，这样，电动机地转距也减小了，使起动加速过程变慢，起动（调整 时间 ts）地时间就比较长.在这些系统中为了尽快缩短过渡时间，所以期望能够充分利用晶闸管元件和电动机所答应地过载才能，使起动地电流爱护在最大答应值上，电动机输出最大转矩，从而转速可直线快速上升，使过渡过程地时间大大缩短.另一方面，在一个调剂器输出端综合几个信号，各个参数相互调剂比较困难.为了克服这一缺点就应用转速，电流双环直流调速系统 .转速 .电流双闭环直流调速系统原理图1-1 如下 :.图 1-1 双闭环直流调速系统原理框图本设计采纳三相全控桥整流电路，在直流侧串有平波电抗器，该电路能为电动机负载供应稳固牢靠地电源，利用掌握角地大小可有效地调剂转速，并在直流沟通侧安置了爱护装置，保证各元器件能安全地工作，同时由于使用了闭环掌握，使得整个调速系统具有很好地动态性能和稳态性能.第三章 主电路选型和闭环系统地组成3.1 整体设计直流电机地供电需要三相直流电，在生活中直接供应地三相沟通380V 电源，因此要进行整流，就本设计采纳三相桥式整流电路变成三相直流电源，最终达到要求把电源供应给直流电动机 .如图 2.1 设计地总框架 .三相沟通电源三相桥式整流电路直流电动机整流供电爱护电路驱动电路双闭环直流调速机图 2.1 双闭环直流调速系统设计总框架本设计中直流电动机由单独地可调整流装置供电，采纳三相桥式全控整流电路作为直流电动机地可调直流电源.通过调剂触发推迟角地大小来掌握输出电压Ud 地大小，从而转变电动机 M 地电源电压 .由转变电源电压调速系统地机械特性方程式:nUd/ Ce R0RaT / CeCT 2注解：Ud 整流电压 ,R0 为整流装置内阻，由此可知，转变U d ，可转变转速 n .3.2 主电路直流调速系统常用地直流电源有三种旋转变流机组；静止式可控整流器；直流斩波器或脉宽调制变换器.1957 年晶闸管问世，已生产成套地晶闸管整流装置，即右图2.2 晶闸管 -电动机调速系统 简称 V-M 系统 地原理图 .通过调剂阀装置GT 地掌握电压 Uc 来移动触发脉冲地相位，即可转变平均整流电压Ud ，从而实现平滑调速.和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和牢靠性上都很大提高，而且在技术性能上也现实出较大地优越性.虽然三相半波可控整流电路使用地晶闸管个数只是三相全控桥整流电路地一图半，2.但2 它V M 系统原理地性能不及三相全控桥整流电路.三相全控桥整流电路是目前应用最广泛地整流电路，其输出电压波动小，适合直流电动机地负载，并且该电路组成地调速装置调剂范畴广（将近50） .把该电路应用于本设计，能实现电动机连续、平滑地转速调剂、电动机不行逆运行等技术要求 .主电路图如下：图 2.3 主电路原理图三相全控桥整流电路实际上是组成三相半波晶闸管整流电路中地共阴极组和共阳极组串联电路 .三相全控桥整流电路可实现对共阴极组和共阳极组同时进行掌握，掌握角都是 . 在一个周期内 6 个晶闸管都要被触发一次，触发次序依次为： VT1 、VT2 、VT3 、VT4 、VT5 、VT6 ， 6 个触发脉冲相位依次相差 60°.为了构成一个完整地电流回路，要求有两个晶闸管同时导通，其中一个在共阳极组，另外一个在共阴极组 .为此，晶闸管必需严格按编号轮番导通 .晶闸管与按 A 相，晶闸管与按B 相，晶闸管与按C 相，晶闸管接成共阳极组， 晶闸管接成共阴极组 .在电路掌握下，只有接在电路共阴极组中电位为最高又同时输入触发脉冲地晶闸管，以及接在电路共阳极组中电位最低而同时输入触发脉冲地晶闸管，同时导通时，才构成完整地整流电路.如图 2.3 所示.由于电网电压与工作电压（U2 ）常常不一样，故在主电路前端需配置一个整流变压器，以得到与负载匹配地电压，同时把晶闸管装置和电网隔离，可起到降低或削减晶闸管 变流装置对电网和其他用电设备地干扰.考虑到掌握角增大，会使负载电流断续，并且负载为直流电动机时，由于电流断续和直流地脉动，会使晶闸管导通角削减，整流器等效内阻增大，电动机地机械特性变软，换向条件恶化，并且增加电动机地损耗，故在直流侧串接一个平波电抗器，以限制电流地波动重量，维护电留恋续.为了使元件免受在突发情形下超过其所承担地电压电流地侵害，电路中加入了过电压、过电流爱护装置 .3.3 双闭环直流调速系统地静特性在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是特地用来掌握电流地.但它只是在超过临界电流I dcr值以后，靠剧烈地负反馈作用限制电流地冲击，并不能很抱负地掌握电流地动态波形 .带电流截止负反馈地单闭环调速系统起动时地电流和转速波形如图2.4-（ a）所示 .当电流从最大值降低下来以后，电机转矩也随之减小，因而加速过程必定拖长.在实际工作中 ,我们期望在电机最大电流（转矩）受限地条件下，充分利用电机地答应过载才能，最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为答应最大值，使电力拖动系统尽可能用最大地加速度起动，到达稳固转速后，又让电流立刻降下来，使转矩立刻与负载相平稳，从而转入稳态运行. 这样地抱负起动过程波形如图1-（ b）所示，这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长地.这是在最大电流（转矩）受限地条件下调速系统所能得到地 最快地起动过程 .nIdnI dmI dmnnI dLI dLIdI dcrOatObt(a) 带电流截止负反馈地单闭环调速系统起动过程(b) 抱负快速起动过程图 2.4 调速系统起动过程地电流和转速波形实际上，由于主电路电感地作用，电流不能突跳，为了实现在答应条件下最快启动，关键是要获得一段使电流保持为最大值I dm 地恒流过程，依据反馈掌握规律，采纳某个物理量地负反馈就可以保持该量基本不变，那么采纳电流负反馈就能得到近似地恒流过程.问题是期望在启动过程中只有电流负反馈，而不能让它和转速负反馈同时加到一个调剂器地输入端，到达稳态转速后，又期望只要转速负反馈，不再靠电流负反馈发挥主作用，因此 我们采纳双闭环调速系统.这样就能做到既存在转速和电流两种负反馈作用又能使它们作用在不同地阶段 .3.4 闭环调速系统为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，在系统中设置了两个调剂器，分别调剂转速和电流，二者之间实行串级连接，如图2所示，即把转速调剂器地输出当作电流调剂器 地输入，再用电流调剂器地输出去掌握晶闸管整流器地触发装置.该双闭环调速系统地两个调剂器 ASR 和ACR 一般都采纳 PI调剂器 .由于 PI调剂器作为校正装置既可以保证系统地稳态 精度，使系统在稳态运行时得到无静差调速，又能提高系统地稳固性；作为掌握器时又能兼顾快速响应和排除静差两方面地要求.一般地调速系统要求以稳和准为主，采纳PI调剂器便能保证系统获得良好地静态和动态性能.采纳 PI调剂地单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳固地前提下实现转速无静差.但是，假如对系统地动态性能要求较高，单环系统就 难以满意需要 .这是就要考虑采纳转速、电流双环掌握地直流调速系统.为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调剂器，分别调剂转速和电流.二者之间实行嵌套（串联）联接 .把转速调剂器地输出当作电流调剂器地输入，再用电流调剂器地输出去掌握电力电子变换器UPE.从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环 .这就形成了转速、电流双闭环调速系统.图2.5 转速、电流双闭环直流调速系统结构框图为了获得良好地静、动态性能，转速和电流两个调剂器一般都采纳PI调剂器，这样构成地双闭环直流调速系统地电路原理图如图2所示 . 图中标出了两个调剂器输入输出电压地实际极性，他们是依据电力电子变换器地掌握电压Uc为正电压地情形标出地，并考虑到运算放大器地倒相作用 .开环直流调速系统调剂掌握电压Uc 就可转变电动机地转速.假如负载地生产工艺对运行时地静差率要求不高，这样地开环调速系统都能实现肯定范畴内地无级调速，但是，对静差率有较高要求时，开环调速系统往往不能满意要求.这时就要采纳闭环调速系统.3.4.1 双闭环调速系统电路原理图TAUi+RiCiLU*RnCRR00RP1ASRACRLM R0-R0-+LM TGUcVUI d+UdMUn+ + U*in+-RP2TG-图2.6双闭环调速系统电路原理图ASR 转速调剂器 ACR 电流调剂器，TG 测速发电机， TA 电流互感器， UPE 电力电子变换器，Un* 转速给定电压， Un 转速反馈电压， Ui* 电流给定电压， Ui 电流反馈电压3.4.2 双闭环直流调速系统地稳态结构图第一要画出双闭环直流系统地稳态结构图如图2.7 所示，分析双闭环调速系统静特性地关键是把握PI 调剂器地稳太特点 .一般存在两种状况：饱和 输出达到限幅值；不饱和 输出未达到限幅值 .当调剂器饱和时，输出为恒值，输入量地变化不再影响输出，相当与使该调剂环开环 .当调剂器不饱和时， PI 作用使输入偏差电压U 在稳太时总是为零 .I dU * n+-Un*ASRU i+U i-ACRUctUPEK sU d0R+-I dR En1/Ce图2.7 双闭环直流调速系统地稳态结构图实际上，在正常运行时，电流调剂器是不会达到饱和状态地.因此，对静特性来说，只有转速调剂器饱和与不饱和两种情形.3.4.3 双闭环直流调速系统数学模型双闭环掌握系统数学模型地主要形式仍旧是以传递函数或零极点模型为基础地系统动态结构图 .双闭环直流调速系统地动态结构框图如图2.8 所示 .图中 W ASRs 和W ACRs 分别表示转速调剂器和电流调剂器地传递函数.为了引出电流反馈，在电动机地动态结构框图中必需把电枢电流I d 显露出来，如图 2.8 所示.U * nU* iId-I dL-K RnWASR sWACRs+-UnUiU ctsTss+1Ud01/RTl s+ 1+Tms1/CeE图 2.8 双闭环直流调速系统地动态结构框图3.5 电动机型式地确定3.5.1 电动机电压等级地选用电动机电压等级要与工厂企业或车间地供电电压一样. 一般中、小型沟通电动机额定电压为 220/380V 或 380/660V .当电动机由晶闸管整流装置直接供电时，为协作不同地整流电路联结，新改型直流电动机仍增设了160V （协作单相全波整流）及440V（协作三相桥式整流）等新地电压等级.3.5.2 电动机额定转速地选用一般可分为以下三种情形：（ 1）电动机连续工作，很少起动、制动或反转.对几个不同地额定转速进行全面比较，最终确定电动机地额定转速.（2） 电动机常常起动、制动及反转，此时除考虑初期投资外，主要依据过渡过程能量损耗为最小地条件来挑选电动机地额定转速.（3） 电动机常常起动、制动及反转，主要依据过渡过程连续时间为最短地条件来选择电动机地额定转速 .3.5.3 电动机额定功率地选用额定功率地选用考虑电动机地发热、过载才能及起动才能三个方面.电动机额定功率地挑选一般可分为三步：（1） 运算负载功率 PL. 这是打算电动机额定功率地依据.（2） 依据负载功率，预选电动机地额定功率PN PL，尽量接近 PL.（ 3）校核预选电动机.3.5.4 电动机地额定功率打算电动机功率地主要因素有三个：（1） 电动机地发热与温升，这是打算电动机功率地最主要因素.（2） 答应短时过载才能 .（3） 对于笼型沟通电动机仍要考虑起动才能.在生产实际中，仍需要考虑详细生产机械地特殊情形，进行补充和敏捷运用.3.5.5 电动机地选型型号： Z4-180-42额定转速： 3000r/min额定功率： 90KW电压：电枢 220V 激磁： 220V电枢电流： 221A惯量矩： 2.2 Kg.m.m重量： 410Kg3.6 晶闸管结构型式地确定晶闸管整流是把沟通变直流.整流地过程中 ,采纳三相桥式全控整流电路.可控整流地原理：当晶闸管地阳极和阴极之间承正向电压并且门极加触发信号晶闸管导通，并且去掉门极地触发信号晶闸管依旧导通.当晶闸管地阳极和阴极之间承担反向电压并且门极不管加不加触发信号晶闸管关断.依据电动机地额定电压地不同，确定整流变压器地输出电压和可控整流电路地结构形式，一般情形，当掌握角为 0 时，整流输出电压地有效值U d0 应约等于 1.1 倍地电动机额定电压Un ,运算关系参照下表 1.表 1 运算关系整流电路单相全波三相半波三相全波六相半波Um2U 2 *2U 26U 22U 2m2366U d00.9U 2 cos1.17U 2 cos2.34U 2 cos1.35U 2 cos电路结构确定后既要进行晶闸管地型号挑选：一般取晶闸管地额定电压为1.5-2倍地 U m 、额定电流大于 2 倍地电动机额定电流I n 确定 .3.7 闭环调速系统地组成开环直流调速系统调剂掌握电压Uc 就可转变电动机地转速.采纳 PI 调剂地单个转速闭环直流调速系统可以保证系统稳固地前提实现转速无静差.但是，假如对系统地动态性能要求较高，单环系统就难以满意需要.这是就要考虑采纳转速、电流双环 掌握地直流调速系统.为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调剂器，分别调剂转速和电流.二者之间实行嵌套（串联）联接.把转速调剂器地输出当作电流调剂器地输入，再用电流调剂器地输出去掌握电力电子变换器UPE. 从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环. 这就形成了转速、电流双闭环调速系统.第四章 调速系统主电路元部件地确定及其参数运算4.1 整流变压器容量运算4.1.1 次级电压 U2为了保证负载能正常工作，当主电路地接线形式和负载要求地额定电压确定之后，晶闸管沟通侧地电压U2 只能在一个较小地范畴内变化，为此必需精确运算整流变压器次级电压 U2. 影响 U2 值地因素有：（ 1） U2 值地大小第一要保证满意负载所需求地最大直流值Ud（ 2）晶闸管并非是抱负地可控开关元件，导通时有肯定地管压降，用UT 表示（ 3）平波电抗器有肯定地直流电阻，当电流流经该电阻时就要产生肯定地电压降（ 4）电枢电阻地压降综合以上因素得到地U2 精确表达式为：A= Ud0/U2 ，表示当掌握角 =0时°，整流电压平均值与变压器次级相电压有效值之比.B=Ud /Ud0，表示掌握角为 时和 =00时整流电压平均值之比.UK% 变压器地短路电压百分比，100 千伏安以下地变压器取UK%=5 ， 1001000千伏安地变压器取UK%=58为电网电压波动系数 .依据规定，答应波动 +5%-10% ，即 =1.050.9 C 是与整流主电路形式有关地系数I N Rr a，表示电动机电枢电路总电阻R地标么值，对容量为15150KWU N地电动机，通常ra =0.080.04nUT 表示主电路中电流经过几个串联晶闸管地管压降对于本设计：为了保证电动机负载能在额定转速下运转,运算所得地 U2 应有肯定地裕量 ,依据体会所知 ,公式中地掌握角应取 300 为宜 . =0.9,A=2.34,B=coscos 30 0=3 ， C=0.5 ， UK%=52ar2200.710.712202200.711.51121=366V取 U2=370V2.340.930.551.521004.1.2 次级电流 I2 和变压器容量I2=KI2 ·Id , KI2 为各种接线形式时变压器次级电流有效值和负载电流平均值之比.对 于 本 设 计 KI2取 0.816, 且 忽 略 变 压 器 一 二 次 侧 之 间 地 能 量 损 耗 ， 故 ：I 20.816 136110.98AS1/ 2S1S2 m1U 1I1m2U 2I 23370 110.98123.19KVA4.2 晶闸管地电流、电压定额运算题目中要求晶闸管整流装置Rrec =0.5 ,K s3540 ,I n =136A ， U n220V晶闸管参数运算如下：Ud 0 =1.1 Un =1.1220=242VU rm =1.5 Un =1.5220=330VI vt =2 I n =2136=272A从电气工程师手册中查得满意晶闸管型号挑选地晶闸管型号为：KP500表 2 KP500型号通态平均电流IT（ AV ） A正 向 电 流有效值IFA VA重 复 峰 值 电压 VRRM V触发电流IGT mA举荐散热器KP5005005502002000 500SZ134.3 平波电抗器电感量运算由于电动机电枢和变压器存在漏感，因而运算直流回路附加电抗器地电感量时，要从依据等效电路折算后求所需电感量中，扣除上述两种电感量.4.3.1 电枢电感量 LM 按下式运算LKDUNM103mH 2PnN I NP 电动机磁极对数，KD 运算系数，对一般无补偿电机：KD=812对于本设计， P=2， KD=10LKDUNM103102201032.77mH 就2PnN I N221460 1364.3.2 整流变压器漏电感折算到次级绕组每相地漏电感LB 按下式运算LBU2 变压器次级相电压有效值UK %K B100U 2 mH I dId 晶闸管装置直流侧地额定负载电流KB 与整流主电路形式有关地系数对于本设计， KB=3.9 ， UK % =5就 LBKB UK %U 2100Id3.953700.33 mH 1002204.3.3 变流器在最小输出电流Idmin 时仍能维护电留恋续时电抗器电感量L下式运算L KU 2Id minK 是与整流主电路形式有关地系数，三相全控桥K 取 0.693就： LKU 2I d min0.69337023.31mH 2205%4.3.4 使输出电留恋续地临界电感量L 平L 平=L-LM-2LB=23.31-2.77-2电抗器电感量应大于15 mH4.4 爱护电路地设计运算4.4.1 过电压爱护沟通侧过电压地爱护如图3-1图 4-1 沟通侧过电压爱护电路0×.33=19.22 mH 采纳 RC 过电压抑制电路如图一所示，在变压器次级并联RC 电路，以吸取变压器铁心地磁场释放地能量，并把它转换为电容器地电场能而储备起来，串联电阻是为了在能量转换过程中可以消耗一部分能量并且抑制LC 回路可能产生地震荡 .本设计采纳三相全控桥整流电路，变压器地绕组为 Y 联结，阻容爱护装置采纳三角形接法，故可按下式运算阻容爱护元件地参数2C16i 0%STF 3U 2电容 C 地耐压 ： UC1.532U 2V 2R32.3 U 2STUK % i 0%电阻 R 地功率：2PR3 4 IC RWIC2fCUC10 6 A式中 ST 变压器每相平均运算容量（VA ）U2 变压器次级相电压有效值（V ）i 0% 励磁电流百分比，当ST几百伏安时i 0% =35UK% 变压器地短路电压百分比i 0% =10 ，当 ST 1000 伏安时IC,UC 当 R 正常工作时电流电压地有效值（A ， V ）对于本设计， UK%=5 ，i 0% =5， ST=145.41/3=48.47KV A（ 1）电容器地运算2TC16i 0% S3U 248.471032537023.5F ,取 4FUC1.532U 21.563701359V ,取 1200V挑选 C =4F，耐压 1200V 地金属化纸介电容2 电阻值地运算22U 2UK %3705R32.36.9319.49 取 R=20STi 0%48.47 105RC 支路电流 IC 近似为2IC2fCUC10 623.14504370 10 60.46 A电阻 R 地功率为 PR3 4IC R3 40.4622012.696 16.928W直流侧地过电压爱护如图：图 3-2 直流侧过电压爱护电路图 4-2 直流侧过电压爱护整流器直流侧开断时，如直流侧快速开关断开或桥臂快熔熔断等情形，也在A 、B 之间产生过电压，如图3-2 所示本设计用非线性元气件抑制过电压，在A 、B之间接入地是压敏电阻.压敏电阻地额定电压U1mA 地选取可按下式运算U1mA1.8 2.2Ud 0V Ud0 为晶闸管掌握角=00 时直流输出电压对于本设计：U1mA1.8 2.2Ud 01.8 2.2242435.6 532.4V 用于中小功率整流器操作过电压爱护，压敏电阻通流容量可挑选（35 ） KA晶闸管换相过电压爱护如图：图 4-3 换相过电压爱护电路如上图，在晶闸管元件两端并联RC 电路，起到晶闸管换相过电压地爱护.串联电阻 R 地作用一是阻尼LTC 回路地震荡，二是限制晶闸管开通瞬时地损耗且可减小电流上升率 di/dt.R 、C 值可按体会数据选取，对于本设计晶闸管额定电流为220A ，故 C 可取 0.3F ,R 可取 20.4.4.2 过电流爱护如图：图 4-4 过电流爱护电路第五章 驱动掌握电路地选型设计5.1 集成触发电路集成电路牢靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试便利.随着集成电路制作技术地提高 .晶闸管触发电路地集成化已逐步普及.目前国内常用KJ 和 KC 系列，两者生产厂家不同，但很相像 .采纳 KJ004 集成触发电路地同步电压应滞后于主电路电压180 度地触发触发脉冲 .其工作原理可参照锯齿波同步地触发电路进行分析，或查阅有关地产品手册.集成电路只需用3 个 KJ004 集成块和隔离电路组成，再由六个晶体管进行脉冲放大， 即构成完整地三相全控桥触发电路，如图5-1 所示：图 5-1 采纳集成化六脉冲触发电路地三相全控桥整流电路本设计主电路整流变压器采纳D ， y-11 联结，同步变压器采纳D ，y-11， 5 联结 .同步变压器如图 5-3.图 5-3 同步变压器和整流变压器接法这时，同步电压选取地结果见表3.表 3 各晶闸管地同步电压晶闸管VT1VT2VT3VT4VT5VT6主电路电压+Ua-Uc+Ub-Ua+Uc-Ub同步电压-Usa+Usc-Usb+Usa-Usc+Usb5.2 三相桥式全控整流电路分析三相桥式全控整流电路相当于一组共阴极地三相半波和一组共阳极地三相半波可控整流电路串联起来构成地. 习惯上将晶闸管依据其导通次序编号，共阴极地一组为 VT1 、VT3 和 VT5 ，共阳极地一组为 VT2 、 VT4 和 VT6. 其电路如图 5-4 所示：图 5-4三相桥式电阻性负载全控整流电路要求共阴极地一组晶闸管要在自然换相点1、3、 5 点换相，而共阳极地一组晶闸管就会在自然换相点2、4、6 点换相 .因此，对于可控整流电路，就要求触发电路在三相电源相电压正半周地1、3、5 点位置置给晶闸管VT1 、VT3 和 VT5 送出触发脉冲，而在三相电源相电压负半周地2、4、 6 点位置置给晶闸管VT2