直流不可逆調(diào)速系統(tǒng)電力電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、.一.設(shè)計(jì)的目的本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用《電力電子學(xué)》、《模擬電子技術(shù)》和《電機(jī)學(xué)》所學(xué)知識(shí)分析、解決工程或科研實(shí)際問題的能力。其目的是鞏固學(xué)生所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，這對(duì)于工科學(xué)生貫徹工程思想起到十分重要的作用。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)分析任務(wù)書、查閱收集資料，充分發(fā)揮主動(dòng)性與創(chuàng)造性，在老師的指導(dǎo)下聯(lián)系實(shí)際、掌握正確的方法，理清思路，獨(dú)立完成課程設(shè)計(jì)，撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，其格式和字?jǐn)?shù)應(yīng)符合規(guī)定。根據(jù)要求設(shè)計(jì)出實(shí)際可行的電路，并計(jì)算電路中所用元器件的參數(shù)，確定其規(guī)格型號(hào)；課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求整潔、完備、

2、內(nèi)容正確、概念清楚、文字通暢，并繪制出相應(yīng)的電路圖，符合規(guī)范。二.設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求卷紙機(jī)不可逆調(diào)速系統(tǒng)的可控直流電源設(shè)計(jì)?A原始數(shù)據(jù)：P=10kW，Ued=220V，Ied=55A，n=1500r/min，Ra=0.5Ω，LM=3mH，λ=1.5。B設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：a)設(shè)計(jì)整流電路主電路。b)設(shè)計(jì)變壓器參數(shù)：U1，I1，U2，I2。要求考慮最小控制角αmin、電網(wǎng)電壓波動(dòng)、晶閘管管壓降和變壓器漏抗等因素計(jì)算變壓器二次相電壓值，附主要計(jì)算步驟。c)整流元件參數(shù)的計(jì)算及選擇：依據(jù)參數(shù)計(jì)算，正確選擇器件型號(hào)，并附主要

3、參數(shù)。d)觸發(fā)電路設(shè)計(jì)及主要參數(shù)的計(jì)算，同步電壓的選擇。e)設(shè)計(jì)保護(hù)電路：正確選擇電壓、過(guò)流保護(hù)電路，簡(jiǎn)要說(shuō)明選擇依據(jù)；計(jì)算保護(hù)元件參數(shù)并選擇保護(hù)元件型號(hào)。f)電抗器的參數(shù)設(shè)計(jì)..三.具體的計(jì)算和選擇過(guò)程〈一〉.主電路的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的原始數(shù)據(jù)，直流電機(jī)的功率，屬于較大功率的電機(jī)，同時(shí)此電機(jī)為直流電機(jī)，并且需要叫平穩(wěn)恒定的速度，因此需要驅(qū)動(dòng)電路提供叫平穩(wěn)的電壓和電流，而且在作為電力機(jī)車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)其需要較大的調(diào)速范圍，綜合分析以上因素，所以選用驅(qū)動(dòng)功率大，輸出電壓脈動(dòng)較小，而且電壓調(diào)節(jié)范圍較大的三相橋式全控整流

4、電路?！炊?整流變壓器的設(shè)計(jì)及計(jì)算①變壓器二次側(cè)相電壓有效值的計(jì)算在不考慮最小控制角，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，晶閘管管壓降和變壓器漏感等因素的理想情況時(shí)，直流端輸出電壓為：（）所以②然而，當(dāng)考慮到最小控制角，電網(wǎng)電壓波動(dòng)，晶閘管管壓降和變壓器漏感等因素的理想情況時(shí)，的表達(dá)式應(yīng)該為：——系數(shù)，==0.4274——電網(wǎng)波動(dòng)系數(shù)，一般取=1.12..——與最小導(dǎo)通角有關(guān)的系數(shù)=為了在額定負(fù)載下仍然能進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，不能按控制角=進(jìn)行計(jì)算，一般規(guī)定不可逆＝，此主電路中取?！獮榭紤]其他因素影響的安全系數(shù)，取1．1—1．2，當(dāng)橋臂

5、上串聯(lián)的元件數(shù)較多時(shí)，可取大數(shù)值，由于主電路的橋臂上串聯(lián)的元件較少，故取=1.1?！髌黝~定輸出電壓。相當(dāng)于額定電流時(shí)負(fù)載的電壓。——晶閘管導(dǎo)通時(shí)的管壓降，一般取=1V?！儔浩髀└卸a(chǎn)生的壓降，其計(jì)算方法為：為整流器輸出端的電流，為變壓器的漏抗，一般按=0.3。根據(jù)以上分析與公式，將電機(jī)原始數(shù)據(jù)代人以上公式得：==122.926V①變壓器二次側(cè)相電流有效值的計(jì)算。因?yàn)檎髌鞯呢?fù)載輸出端串聯(lián)有電抗器，一次變壓器的二次側(cè)電流可視為大小不變的電流，因此其有效值為：..因?yàn)楣剩孩僮儔浩饕淮蝹?cè)相電流有效值的計(jì)算因

6、為在①中，已將變壓器二次側(cè)相電壓有效值計(jì)算出來(lái)故可計(jì)算出變壓器的變比K假設(shè)采用的變壓器為-Y連接，一次側(cè)為接，二次側(cè)為Y接。K==380/122.926=3.09133因此，一次側(cè)電流的有效值=I/k=綜上所述：變壓器的主要參數(shù)k為k380V122.926V15A44.88A3〈三〉.晶閘管的選擇①額定電流的計(jì)算因?yàn)楸掘?qū)動(dòng)電流的主電路應(yīng)用的是三相橋全控整流電路，因此晶閘管的電流的有效值與直流端的輸出電流的關(guān)系為=31.735..因此可求出晶閘管的額定電流=20.213考慮到晶閘管的過(guò)載能力差，在選擇晶閘管的額定

7、電流時(shí)，取實(shí)際需要的1.5—2倍，使之有一定的安全裕量，保證晶閘管的可靠運(yùn)行。因此晶閘管的額定電流計(jì)算公式為：所以在此主電路中晶閘管的額定電流為：①額定電壓的計(jì)算由三相橋全控整流電路的特點(diǎn)得出晶閘管在電路中所可能承受的最大正反向電壓為：所以元件正反向重復(fù)峰值電壓必須滿足：式中考慮電網(wǎng)的波動(dòng)、過(guò)壓等的安全因素，一般取=2—3。在380V的整流電路中，取2.2。所以根據(jù)以上晶閘管額定電壓的分析其額定電壓為：691.3175V②晶閘管的選擇極其主要參數(shù)..662.433V故晶閘管選用KP系列的晶閘管，其主要參數(shù)為額定

8、電流50A額定電壓100-2400V觸發(fā)電流150mA〈四〉.觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)①.觸發(fā)電路的選擇：相比于分立元件的觸發(fā)電路，集成電路可靠性高，技術(shù)性能好，體積小，功耗低，調(diào)試方便。隨著集成電路制作技術(shù)達(dá)的提高，晶閘管觸發(fā)電路的集成化已經(jīng)逐漸普及，現(xiàn)已逐步取代分立式電路。TC787是為移相觸發(fā)集成電路而設(shè)計(jì)的單片集成電路。與TCA785及KJ(或KC)系列集成電路相比，具有功耗小、功能強(qiáng)、