电力电子技术课程设计

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1、辽宁工程技术大学课程设计1三相全控桥式主电路设计1.1整流变压器设计1.1.1整流变压器设计原理在晶闸管整流装置中，满足负载要求的交流电压往往与电网电压不一致，这就需要利用变压器来匹配；另外，为降低或减少晶闸管变流装置对电网和其它用电设备的干扰，也需要设置变压器把晶闸管装置和电网隔离。因此，在晶闸管整流装置中，一般都需要设置整流变压器(仅当晶闸管交流侧电压和电网电压一致时可以省去)。1.1.2变压器参数设定和选择变压器的一次侧线电压为380V，整流电路使用的变压器是△-Y型连接。如果不计变压器的励磁电流，根据变压器磁动势平衡原理可得一

2、次和二次电流关系式为：式中、——变压器一次和二次绕组的匝数；K——变压器的匝数比。即由上式可得变压器的匝数比为1.7。由于整流变压器流过的电流通常都是非正弦波，所以其电流、容量计算与线路形式有关。三相桥式半控整流电路计算如下：大电感负载时变压器二次电流的有效值为I2=0.816Id=40.8A若电动机额定工作时线路电流最大，由上式可得，二次侧电流有效值为234A，则变压器二次侧容量为S1=3U2I2=27KV.A变压器一次侧容量为S1=3U1I1=27KV.AS=(S1+S1)/2=27KV.A15辽宁工程技术大学课程设计1.2平波电

3、抗器参数计算即选择在使用晶闸管整流装置供电时，其供电电压和电流中，含有各种谐波成份。当控制角增大，负载电流减小到一定程度时，还会产生电流断续现象，造成对变流器特性的不利影响。当负载为直流电动机时，由于电流断续和直流电动机的脉动，会使晶闸管导通角减小，整流器等效内阻增大，电动机的机械特性变软，换相条件恶化，并且增加电动机的损耗。因此，除在设计变流装置时要适当增大晶闸管和二极管的容量，选择适于变流器供电的特殊系列的直流电动机外，通常还采用在直流电路内串接平波电抗器，以限制电流的脉动分量，维持电流连续。一、若要求变流器在某一最小输出电流时仍

4、能维持电流连续，则电抗器的电感可按下式计算：式中―交流测电源相电压有效至。―要求连续的最小负载电流平均值。―与整流主电路形式有关的计算系数，见附表2-1中的序号2。对于不同控制角，所需的电感量为本设计中的参数为：，，，临界值。将以上所述参数代入式(2.8)可计算出本设计所需的临界电感参数值，即：二、整流变压器漏电感折算到次级绕组每相的漏电感按下式计算：15辽宁工程技术大学课程设计式中―变压器次级相电压有效值。―晶闸管装置直流侧的额定负载电流(平均值)。―变压器的短路比。100以下的变压器取；―与整流主电路形式有关的系数，查附表2-1的

5、序号3。本设计，，，。将以上所需参数代入式(2.9)中可计算出漏电感的值，即综上所述，根据直流电动机的电枢电感为，可得使输出电流连续的临界电感量　　电抗器要选的值应比大，故选的电感作为平波电抗器。1.3整流电路1.3.1整流器件的定额计算和选择本设计采用晶闸管三相全控桥整流电路，根据设计要求可得Idmax=75AIT(AV)=IT/1.57=27.61AIN=(2～3)IT(AV)=55.22～82.83(A)经分析知，Um=2.45U2=539V则，15辽宁工程技术大学课程设计UN=(2～3)Um=1078～1617(V)综上所述，

6、选定额IN=60A，UN=1500V系列的晶闸管，通态平均电压上限值由各制造厂根据合格的形式试验给出。此设计电路需要六个晶闸管，三相桥式晶闸管主电路图如图1-1所示。图1-1三相桥式晶闸管主电路图1.3.2晶闸管对电网的影响晶闸管变流设备一般都是通过变压器与电网连接的，因此其工作频率为工频初级电压即为交流电网电压。经过变压器的耦合，晶闸管主电路可以得到一个合适的输入电压，是晶闸管在较大的功率因数下运行。变流主电路和电网之间用变压器隔离，还可以抑制由变流器进入电网的谐波成分，减小电网污染。在变流电路所需的电压与电网电压相差不多时，有时会

7、采用自耦变压器；当变流电路所需的电压与电网电压一致时，也可以不经变压器而直接与电网连接，不过要在输入端串联“进线电抗器”以减少对电网的污染。晶闸管装置中的无功功率，会对公用电网带来不利影响：1)无功功率会导致电流增大和视在功率增加，导致设备容量增加。2)无功功率增加，会使总电流增加，从而使设备和线路的损耗增加。3)使线路压降增大，冲击性无功功率负载还会使电压剧烈波动。晶闸管装置还会产生谐波，对公用电网产生危害，包括：1)谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火

8、灾。15辽宁工程技术大学课程设计2)谐波影响各种电气设备的正常工作，使电机发生机械振动、噪声和过热，使变压器局部严重过热，使电容器、电缆等设备过热、使绝缘老化、寿命缩短以至损坏。3)谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐