电力电子课程设计--三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计

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1、中北大学电子技术课程设计说明书中北大学电子技术课程设计说明书三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计信息与通信工程学院电子技术课程设计说明书设计题目用一号黑体字，一行排不下可排两行，居中　　　　　学生姓名：学号：　　　　　学院：　　　　　专业：　　　　　指导教师：　　　　　　　　　　　　2013年1月4日中北大学电子技术课程设计说明书设计题目用一号黑体字，一行排不下可排两行，居中　　　　　学生姓名：学号：　　　　　学院：　　　　　专业：　　　　　指导教师：　　　　　　　　　　　　2013年1月4日与通信工程学生姓名：学号：电气工程及其自动化学院：高丽珍张晓明专业：指导

2、教师：2013年1月4日中北大学电子技术课程设计说明书目录1引言11.1设计条件及内容11.2问题分析12三相全控桥式主电路设计12.1整流变压器的设计12.1.1整流变压器的设计原理12.1.2变压器参数计算22.2整流电路22.2.1晶闸管简介22.2.2整流器件的定额计算和选择22.2.3三相全控桥式整流电路的特点32.3平波电抗器的参数及选择42.3.1电抗器的电感42.3.2整流变压器漏电感的计算52.4晶闸管对电网的影响52.5系统功率因数的讨论63触发电路的设计73.1集成触发电路73.2KJ004的工作原理74晶闸管保护电路94.1晶闸管过压保护

3、电路94.1.1交流侧过电压保护94.1.2直流侧的过电压保护94.1.3晶闸管换相过电压的保护104.2晶闸管过流保护电路设计104.3电流上升率、电压上升率104.3.1电流上升率104.3.2电压上升率115MATLAB仿真结果11第Ⅰ页共II页中北大学电子技术课程设计说明书5.1仿真电路图115.2电源电压波形图115.3触发信号波形图125.4晶闸管电流和电压波形图125.5负载电流和电压波形图126设计心得13参考文献15致谢16第II页共II页中北大学电子技术课程设计说明书I中北大学电子技术课程设计说明书1引言1.1设计条件及内容 设计条件：1．直

4、流电动机额定参数：PN=10KW,UN=220V,IN=50A,nN=1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD=7mH，励磁电压UL=220V励磁电流IL=1.6A，使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。2.进线交流电源：三相380V3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。设计内容：1.三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器额定参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。2.触发电路设计，包括触发电路选型（

5、可使用集成触发器），同步信号的定相等。3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。1.2问题分析根据所给任务的要求，首先认真分析题目，题目是三相全控桥式晶闸管―电动机系统设计。由于所给电动机是直流电动机，可以知道这是一个交流到直流的变换电路，即整流电路。直流电动机负载可以看成是三相全控桥式晶闸管电路接一个反电动势负载，由此可以得出此设计的重点在于设计三相全控桥式晶闸管整流电路实现交流到直流的转换，且保证输出的直流电压和电流能使电动机工作在电动状态即可。然后分别对主电路及触发电路进行设计。主电路的设计主要包括整流变压器的选取、整流元件的选择及平波电抗器的选择，触发

6、电路根据TC787进行设计。后续内容将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。2三相全控桥式主电路设计2.1整流变压器的设计2.1.1整流变压器的设计原理整流变压器就是降压变压器，降到所需电压后再用半导体管整流，和普通变压器的原理相同。变压器是根据电磁感应原理制成的一种变换交流电压的设备。变压器一般有初线和次级两个互相独立绕组，这两个绕组共用一个铁芯。变压器初级绕组接通交流电源，在绕组内流过交变电流产生磁动势，于是在闭合铁芯中就有交变磁通。初、第14页共15页中北大学电子技术课程设计说明书次级绕组切割磁力线在次级就能感应出相同频率的交流电。变压器的初、次级绕组的匝

7、数比等于电压比。2.1.2变压器参数计算变压器采用型连接，输入侧380V输出侧220V（线电压），故：容量S的计算：根据三相全控桥变压器二次侧电流的有效值的计算公式：可求得:变压器初级侧容量：变压器次级侧容量：故电压器容量：综上所述，选择型号为SBK20KWSG20KVA，的变压器。2.2整流电路2.2.1晶闸管简介晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等

8、电子电路中。晶闸管的开通