2022年3电力电子课程设计 .docx

精品_精品资料_电力电子技术 课程设计报告<2022 2022 学年 第一学期）题 目 晶闸管可控整流直流电动机的设计系别电子与电气工程系 专业电气工程及其自动化班级 1020321学号 102032129姓名指导老师完成时间 16 课时评定成果可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电力电子课程设计任务书题目： 三相桥式全控整流电路的设计 <带反电动势负载）一、 初始条件：求调速范畴 D=10,静差率小于等于5%,拟用他励直流电动机拖动,设计一套晶闸管 - 电动机调速某抵抗性生产机械负载功率PL=1.5kW,最大冲击负载功率不大于 5kW,最高转速 nmax=1500 转/ 分,正常转速为 1500 转/ 分,系统要系统的晶闸管主电路,以满意生产机械的需求.1、 反电动势负载 依据负载要求挑选他励直流电动机型号而定>2、确定电网电压、挑选整流电路形式.依据晶闸管最小触发角 =30°和调速要求,设计满意负载要求的电力电子整流主电路并进行相应分析运算.3、其他爱护电路元器件,由设计者通过运算进行选取.二、主要任务：性能指标 : 1.输入沟通电源：三相 380V±10%,f=50Hz2.直流输出电压 0220V范畴内,直流输出电流额定值 12.35A设计任务 :1. 主电路的设计及说明 <主电路设计包括整流变压器变比、晶闸管电路形式、晶闸管挑选等）.2. 触发电路的挑选和设计,每个开关器件触发次序及相位分析.3. 爱护电路的设计,过流爱护,过电压爱护原理分析.4. 各参数的运算 <输出平均电压,输出平均电流,输出有功功率运算,输出波形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_分析）.5. 应用举例.6. 心得体会.时间支配：教师学生可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一天下课程设计任务. 理论课两节,下达课程设计任 务.讲解主电路、触发电路的挑选和设计思路,指导同学进行设计依据所设计的任务,查阅资料,至少查阅 3 5 篇论文和相关书籍、手册.开头按要求进行课程设计,画出相应电路、波形,并加以论述可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_其次天理论课两节,爱护电路设计及其所用元器件参数计 算.检查第一天同学设计完成情形.指导同学进行设计第三天理论课两节,进一步讲解设计思路和方法.讲解课程设计报告的撰写要求.检查其次天同学课程设计进度和完成情 况.指导同学进行设计第四 天, 指 导同学进行 设计,检查同学课程设计完成情形检查指导同学课程设计及进度,督促同学按时完成课程设计任务.对部分同学论文审查和询问,对同学论文进行答辩方案挑选及其设计,爱护电路设计、元器件参数运算,画出相应电路及波形,并加以论述依据任务要求,统筹理顺课程设计论文,馔写电力电子课程设计报告初 稿.依据任务要求,进一步统筹理顺课程设计论文,馔写规范化的电力电子课程设计报告.提交报告,预备答辩可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_三相桥式全控整流电路设计摘要整流电路就是把沟通电能转换为直流电能的电路.它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用.整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成.20 世纪 70 岁月以后,主电路多用硅整流二极管和晶闸管组成.滤波器接在主电路与负载之间,用于滤除脉动直流电压中的沟通成分.变压器的作用是实现沟通输入电压与直流输出电压间的匹配以及沟通电网与整流电路之间的电隔离<可减小电网与电路间的电干扰和故障影响）.变压器设置与否视详细情形而定.整流电路的种类有许多,有单相半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等. 变压器<Transformer）是利用电磁感应的原理来转变沟通电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心 <磁芯）.主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压<磁饱和变压器）等.按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器等.数据库触发器 <database triggers）是响应插入、更新或删除等数据库大事而执行的过程.它定义了当一些数据库相关大事发生时应实行的动作.可用于治理复杂的完整性约束,或监控对 表的修改,或通知其它程序,表已发生修改.它的类型有：语句级触发器,以及行级触发器,前者可以在语句执行前或执行后被触发.后者在每个触发语句影响的行触发一次.仍有before 和 after 触发的命令.在 insert,update和,delete之前或之后执行,引用新旧值进行处理.假如需通过触发器设定插入行中的某列值,就为了拜访“新new>”值,需使用一个触发器before insert,使用 after insert 就不行. Instead of 触发器命令,使用它告知oracle 应执行什么操作为防止主回路短路或直流牵引电动机发生环火造成主回路电流过大而损坏同步牵引发电机、主整流柜等电气设备,机车在牵引、电阻制动或自负载工况下,对主电路的过电流和过电压均进行爱护.交始终流传动内燃机车主电路过流爱护电路见下图.在牵引发电机 <GS）的输出端设有V 形接法的两个电流互感器 <9LH 和 10LH ）,其输出经三相桥式整流电路 <3ZL ）整流后供应过电流继电器 <LJ）的线圈.当主回路电流超过电流限制值时,LJ 线圈中达到动作电流使LJ 动作,其常开触头断开,通过掌握电路切断牵引发电机的励磁回路,使机车卸载,同时司机操纵台 “总过流 ”信号灯亮.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_目录及要求格式1 主电路设计 52 触发电路的设计93 爱护电路的设计10 4 各参数的运算 115 应用举例 126 心得体会 137 参考文献 131 主电路设计1.1 主电路任务合理运用所学学问,进行电力电子电路和系统的设计,懂得和把握常用的电力电子电路及系统的主电路、掌握电路和爱护电路的设计方法,把握元器件的挑选运算方法.1.2 电机的挑选可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_依据 P1=4 千瓦, nmax=1500 转/分要求满意1、弱磁转速 >生产机械最高转速2、额定功率×过载才能>最大冲击负载功率3、额定功率 >生产机械功率.由挑选电动机功率=1.1 1.2>故取电动机=<2.75-3> 千瓦通过查产品目录挑选Z-型号电动机,相应技术数据如下：1. 输入沟通电源：三相380V± 10%,f=50Hz2. 直流输出电流额定值In=12.35A ,额定电压 Un=220V3. 该电机型号是 Z2-321.3 主电路的运算1.3.1 整流变压器的运算负边 Y 接 U2=<1 1.2 ）Ud/ABA：整流参数 2.341.172.34B：电网电压波动系数0.91.05：安全裕量0.9 1查表得 A、B、 就 U2=94.0v变压比 K=U 1/U 2 =4.041.3.2 一次电流 I 1 和二次电流 I 2 的运算整流变压器一次电流I 1=<1+KIO） K I1 I d/K=9.10A式中 K IO-整流变压器空载电流百分之,一般在4%10%. KII 、KI2-整流电路波形系数,单相全波为1.57可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_整流变压器二次电流I 2= K I2 I d=35.011A1.3.3 变压器容量运算一次容量S1=3U1I 1 =10374W二次容量S2=3U2I 2 =9873.102 W变压器容量SN=<S1+S2） /2= 10123.551W1.3.4 晶闸管元件的挑选1>晶闸管的额定电压UTN=U2=230.25 V取 UTm=230.25 V就 Utn 460.5V2>晶闸管的额定电流7 / 14可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_晶闸管流过电流有效值I T=0.577I d=12.87A晶闸管额定电流IT<AV） =1.5 2>×I T/1.57取 = 16.4 A应选标准产品,型号为：KP30-5 G1.3.5 晶闸管爱护环节的运算1> 沟通侧过电压爱护三相全控整流电路沟通侧阻容爱护接线图如下可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2采纳阻容爱护,电容量 C=6×K1O×SN/U2 F>= 0.15UF耐压 =1.5UTm=412.8V依据电器技术手册选 - uF 、耐压 -V 的标准电容可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_电阻值2R=2.3 ×U2 /SN×>U% , I% 查电力电子变换技术可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_取 R= 12.5>电容器流过的电流-6Ic=2 × 3.14/Uc ×10A>= 2.26A电阻的功率2PR=3 4>Ic R=191.53-255.38W依据电器技术手册选、 W 的标准电阻晶闸管阻容爱护,电阻、电容运算与挑选,查阅相关资料运算、挑选.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1.3.6 直流侧过压爱护1 ）直流测采纳压敏电阻作过压爱护,电压峰值为UimA=1.8 2>UDC=396-440>V取 440V>依据电器技术手册选 MY31-440/5 星,额定电压 440V,通流为 5A 的标准压敏电阻作直流侧过电压爱护.1.3.7 晶闸管及续流二极管两端的过压爱护查表可得 C=0.1F R=100莫正康电力电子应用技术P55耐压电压 U=<1.1 1.5 ） Um=550-750 V>应选 C为 0.1 F、550-750>V 金属化纸介质电容器2 触发电路的设计2.1 设计任务设计一个三相可控整流电路,使其输入电压为:三相沟通 380 伏, 50 赫兹.输出功率为 :2KW2.2 设计要求输入电压 :三相沟通 380 伏 .50 赫兹.输出功率 :2KW负载为阻感性负载3 爱护电路的设计3.1 主电路的过电压爱护可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_抑制过电压的方法：用非线性元件限制过电压的副度,用电阻消耗生产过电压的能量, 用储能元件吸取生产过电压的能量.对于非线性元件,不是额定电压小,使用麻烦,就是不宜用于抑制频繁显现过电压的场合.所以我们选用用储能元件吸取生产过电压的能量的保 护.使用 RC 吸取电路,这种爱护可以把变压器绕组中释放出的电磁能量转化为电容器的电场能量储存起来.由于电容两端电压不能突变,所以能有效抑制过电压,串联电阻消耗部分产生过电压的能量,并抑制 LC 回路的震惊.电路图如图 3,阻容吸取电路的电容电阻值挑选<课程设计者查相关资料挑选,本例题中未选）图 33.2 晶闸管的过电压爱护晶闸管的过电压才能较差,当它承担超过反向击穿电压时,会被反向击穿而损坏.假如正向电压超过管子的正向转折电压,会造成晶闸管硬开通,不仅使电路工作失常, 且多次硬开关也会损坏管子.因此必需抑制晶闸管可能显现的过电压,常采纳简洁有效的过电压爱护措施.对于晶闸管的过电压爱护可参考主电路的过电压爱护,我们使用阻容爱护,电路图如图 4图 4阻容吸取电路的电容电阻值挑选<课程设计者查相关资料挑选,本例题中未选）3.3 晶闸管的过电流爱护可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_常见的过电流爱护有：快速熔断器爱护,过电流继电器爱护,直流快速开关过电流爱护.快速熔断器爱护是最有效的爱护措施.过电流继电器爱护中过电流继电器开关时间长<只有在短路电流不大时才有用.直流快速开关过电流爱护功能很好,但造价高,体积大,不宜采纳.因此,正确方案是用快速熔断器爱护.如图5,快速熔断器请同学查找相关技术资料选定规格型号.4 各参数的运算晶闸管阻容吸取元件参数可按表3 所供应的体会数据选取,电容耐压一般选晶闸管额定电压 1.1 1.5倍.晶闸管阻容吸取元件参数可按表3 所供应的体会数据选取,电容耐压一般选晶闸管额定电压 1.1 1.5 倍,参考表 2.表 2晶闸管额定电流 ITA V>/A1000500200100502010电容 C/UF210.50.250.20.150.1电阻 R/欧姆2510204080100由题意用电容为 0.1UF,电容耐压为 550-750>V .电阻为 100 欧姆.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5 应用举例三相桥式全控整流电路应用最为广泛,共阴极组阴极连接在一起的3 个晶闸管 <VT1,VT3,VT5）共阳极组阳极连接在一起的3 个晶闸管 <VT4,VT6,VT2） 编号： 1、3、5,4、6、2a 带电阻负载时的工作情形a =0°时的情形假设将电路中的晶闸管换作二极管进行分析对于共阴极阻的3 个晶闸管,阳极所接沟通电压值最大的一个导通对于共阳极组的3 个晶闸管,阴极所接沟通电压值最低 <或者说负得最多）的导通任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1 个晶闸管处于导通状态从相电压波形看,共阴极组晶闸管导通时,ud1 为相电压的正包络线,共阳极组导通时, ud2 为相电压的负包络线, ud=ud1 - ud2 是两者的差值,为线电压在正半周的包络线直接从线电压波形看, ud 为线电压中最大的一个,因此 ud 波形为线电压的包络线.三相桥式全控整流电路的特点：<1） 2 管同时通形成供电回路,其中共阴极组和共阳极组各1,且不能为同 1 相器件.<2）对触发脉冲的要求：按 VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT的6 次序,相位依次差 60°.共阴极组 VT1、VT3、VT5 的脉冲依次差 120°,共阳极组 VT4、VT6、VT2 也依次差120°同一相的上下两个桥臂,即 VT1 与 VT4,VT3 与 VT6,VT5 与 VT2,脉冲相差 180°.时 段 I II III IVV VI共阴极组中导通的晶闸管 VT1 VT1 VT3VT3 VT5 VT5共阳极组中导通的晶闸管 VT6 VT2 VT2 VT4 VT4 VT6整流输出电压 Ud Ua-Ub=Uab Ua-Uc=Uac Ub-Uc=Ubc Ub-Ua=Uba Uc-Ua=Uca Uc-Ub=Ucb<3） ud 一周期脉动 6 次,每次脉动的波形都一样,故该电路为 6 脉波整流电路.<4）需保证同时导通的 2 个晶闸管均有脉冲可采纳两种方法：一种是宽脉冲触发另一种方法是双脉冲 触发<常用）.<5）晶闸管承担的电压波形与三相半波时相同,晶闸管承担最大正、反向电压的关系也相同a=30° 时的工作情形从 wt1 开头把一周期等分为 6 段, ud 波形仍由 6 段线电压构成,每一段导通晶闸管的编号等仍符合表 2-1 的规律区分在于：晶闸管起始导通时刻推迟了 30°,组成 ud 的每一段线电压因此推迟30°变压器二次侧电流 ia 波形的特点：在 VT1 处于通态的 120°期间, ia 为正, ia 波形的外形与同时段的ud 波形相同,在 VT4 处于通态的 120°期间, ia 波形的外形也与同时段的 ud 波形相同,但为负值.a=60°时工作情形ud 波形中每段线电压的波形连续后移,ud 平均值连续降低. a=60°时 ud 显现为零的点.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6 心得体会对于本次电力电子技术课程的设计,自己可以算是第一次接触这样的设计类的题目,一开头真的是毫无头绪.后面听过老师的讲解,感觉好多了,知道该如何下手,仍有那个电力电子课程设计指导书也起到了不行替代的作用,虽然经常发觉指导书里面会显现一点错误,不过自己始终都是依据老师的笔记讲解去做.通过对三相桥式可控整流电路的设计, 把握三相桥式全控整流电路的工作原理.综合运用所学学问,进行三相桥式可控整流电路和系统设计才能.明白与熟识三相桥式可控整流电路电路拓扑和掌握方法.懂得和把握三相桥式可控整流电路及系统的主电路和掌握电路以及爱护电路的设计方法,具有了肯定的电力电子电路及系统试验和调试的才能.在长达一周的实训课程中,我学到了许多学问,也通过网络查阅资料来完成本次的实训让我更加明白了网络上的资源是最丰富的.不过这次实训中也有一些不懂的问题,所以接下来的时间我将更加努力的去学习电力电子这项课程.7 参考文献1 王兆安,黄俊主编电力电子技木第四版北京：机械工业出版社,2022 年 1 月2 郑忠杰,吴作海编.电力电子变流技术.其次版 .北京：机械工业出版社,1988 年 7 月3 刘志刚主编 .电力电子学 .第一版 .北京：清华高校出版社,2022 年 6 月4 李玉超,高沁翔 .三相桥式全控整流试验装置的设计与研制.现代电子技术2022<19）. 104-1065 黄发忠,于孝廷 .三相桥式全控整流电路的谐波分析.山东科学 2022,18<02）： 50 53可编辑资料 - - - 欢迎下载