主电路设计与计算.docx

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1、3主电路设计与计算3.1主电路的设计由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控桥式整流电路供电。如图3-1所示。图3-1晶闸管三相全控整流电路在图3-1中，SB1为停止按扭，SB2为启动按扭。主电路的工作过程为：先合上开关QS1，接通三相电源，经整流变压器变压后，一路经整流二极管VD1~VD6组成的三相不可控桥式整流电路转换成直流电，作为直流电机的励磁电源。当励磁电流达到最小允许值后，过电流继电器吸合，此时按下启动按扭SB2，接触器KM得电吸合，其主触头闭合，从整流变压器输出的三相电压经热继电器后加到由晶闸管VT1~VT6组成的三相全控整流电路上，在触发电路的控制下得到可调

2、的电压，从而调节电机的转速。3.2整流变压器的设计3.2.1变压器二次侧电压U2的计算U2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角α加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算，即：（3-1）式中:A—理想情况下，α=0°时整流电压Ud0与二次电压U2之比，即A=Ud0/U2；B—延迟角为α时输出电压Ud与Ud0之比，即B=Ud/Ud0；ε—电网波动系数，通常取ε=0.9；1～1.2——考虑各种因数的安全系数；对于三相全控整流电路A=2.34；取ε=0.9；α角考虑10°裕量，则B=cosα=0.985，由式（3-1）可得

3、，取=125V。电压比K=U1/U2=380/120=3.04。3.2.2一次、二次相电流I1、I2的计算整流变压器一次、二次相电流与负载电流之比分别为：KI1=I1Id（3-2）KI2=I2Id（3-3）考虑变压器的励磁电流时，应乘以1.05左右的系数，即：（3-4）对于三相全控整流电路KI1=0.816,KI2=0.816，由式（3-3）、（3-4）可得：3.2.3变压器容量的计算；（3-4）；（3-5）；（3-6）式中m1、m2--一次侧与二次侧绕组的相数；对于三相全控挢式整流电路m1=3，m2=3，则有：S1=m1U1I1=3×380×58.9=67.146kVAS2=m2U2

4、I2=3×120×170.54=61.394kVAS=0.5(S1+S2)=0.5×(67.146+61.394）=64.27kVA取S=64.3kVA3.3晶闸管元件的选择3.3.1晶闸管的额定电压晶闸管实际承受的最大峰值电压，并考虑（2～3）倍的安全裕量，参照标准晶闸管电压等级，即可确定晶闸管的额定电压，即=（2～3）在三相全控桥式整流电路，每个晶闸管所承受的最大峰值电压为，则==V=V（3-8）这里UTN取800V。3.3.2晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值，即:=1.57>或>==K（3-9）考虑到（1.

5、5～2）倍的裕量=（1.5～2）K（3-10）式中K=/（1.57）——电流计算系数。对于三相全控整流电路K=0.368，考虑1.5～2倍的裕量取。故选晶闸管的型号为KP150晶闸管元件。3.4主电路的保护设计与计算在实际的运行过程中，会受各种各样因素的引响，使电压或电流超出系统允许的范围，如电网电压波动导致的过电压，过载或堵转引起的过电流等等，这时很容易损坏系统，因而需要设置相应的保护电路。3.4.1过电压保护以过电压保护的部位划分，可分为交流侧过电压保护、直流侧过电压保护和器件两端过电压保护三种。（1）交流侧过电压保护①阻容保护即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护，如图3-1

6、中的1R1—1R3和1C1-1C3。对于单相电路(3-11)电容C的耐压(3-12)PR≥（3~4）IR2R（3-13）IC=2πfCUC（3-13）式中：—变压器容量（VA）—变压器二次相电压有效值—通过电阻的电流（A）—变压器励磁电流百分比，10~100KVA的变压器，对应的=10~4；——变压器的短路比，10~1000KVA的变压器，对应的=5~10；——阻容两端正常工作时交流电压峰值（V）。对于相电路，R和C的数值可按表3-1进行换算。表3-1变压器和阻容装置不同接法时电阻和电容的数值变压器接法单相三相、二次Y联结三相、二次D联结阻容装置接法与变压器二次侧并联Y联结D联结Y联结

7、D联结电容CC1/3C3CC电阻RR3R1/3RR本系统采用D-Y连接。S=64.3kvA,U2=125VIem取值：当S≥10KVA时，取Iem=4。=µF=98.76µF耐压≥1.5Um=1.5×125×=459.28V由公式计算出电容量一般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来确定保护电压的容量，这里选CZ32-2型金属化纸介电容器，电容量160uF，耐压500V。=Ω=0.62Ω，取R=1Ω==3.93A=W=W选取1、75W的金