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、武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书说明书目录1三相全控桥主电路设计11.1整流变压器设计11.1.1设计原理11.1.2参数计算11.2整流电路设计21.2.1晶闸管参数计算21.2.2晶闸管电路对电网的影响31.2.3晶闸管电路对系统功率因数的影响41.3平波电抗器的参数计算52触发电路设计62.1触发电路选择62.2TC787芯片介绍62.2.1芯片介绍62.2.2管脚介绍72.3触发电路设计82.3.1原理说明82.3.2同步信号的定相93保护电路设计103.1过电压保护设计103.1.1交流侧过电压保护103.1.2直流侧

2、过电压保护113.1.3晶闸管换相过电压保护113.2过电流保护设计123.3缓冲电路设计123.3.1抑制电路设计123.3.2抑制电路设计12设计心得13武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书说明书参考文献14附录：三相桥式全控晶闸管-电动机系统设计系统电路总图15武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书说明书三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计1三相全控桥主电路设计1.1整流变压器设计1.1.1设计原理由题目要求可知，供电电压为380V市电电压而整流电路的负载是额定电压值为220V的直流电动机，同时题目性能要求整流输出直流电压为0~

3、220V，所以整流电路的输入电压最大值应为220V，实现380V电压到220V的电压可以使用合适型号的变压器实现，本设计采用即选用合适的变压器实现降压。而整流电路通常都是采用变压器实现降压，变压器不但可以实现降压而且还多用来作为隔离电路，由于晶闸管整流电路会对电网造成谐波污染等负面影响，所以设计电路时也需要隔离电路以减小影响，在本设计中变压器可以减弱晶闸管整流电路对电网以及其他用电设备的干扰起到隔离作用降低晶闸管电路的负面影响。1.1.2参数计算变压器一次侧电压为380V，二次侧电压为220V，变压器一、二次侧采用连接方式，若不计变压

4、器的励磁电流，则一、二次侧电压与变比关系为：代入数值：式中、为一、二次侧线圈匝数比，、为一、二次侧电压值。由于整流电路输出结果并不是标准的幅值大小不变的正弦波，变压器的电流、容量计算与电路连接形式有关，不过计算变压器容量时我们可以取220V作为有效值计算。对于三相桥式全控电路，变压器一、二次侧采用连接方式时，接电动机负载，电路中接入平波电抗器电感足够大以使负载电流连续，此时变压器二次侧电流为正负半周各宽、前沿相差的矩形波，其有效值为：15武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书说明书由已知直流电动机额定参数，则计算变压器容量时可取即：一

5、次侧电流为：故变压器一次侧容量为：变压器二次侧容量为：故可选择电压器容量为：1.2整流电路设计1.2.1晶闸管参数计算由于晶闸管具有耐压性好，经济性好，性能稳定等优点，设计采用六个晶闸管组成三相全控整流电路，下面计算晶闸管选型时所需参数：晶闸管额定电压与额定电流，根据性能指标要求整流电路输出最大直流电流为：由于整流电路采用三相全控形式晶闸管有效值与的关系为：代入数据计算得：则晶闸管的额定电流为：代入数值计算得：对于整流电路采用三相全控形式晶闸管承受的最大电压为：故晶闸管的额定电压为：代入数值计算得：15武汉理工大学《电力电子技术》课程

6、设计书说明书根据电路要求需选用六个晶闸管组成整流电路，按照上述晶闸管参数计算选择合适的晶闸管构成整流电路。电路图接线大致如下：图1三相桥式整流主电路图1.2.2晶闸管电路对电网的影响理论分析学习时我们市场将晶闸管看做理想元件，但是在实际应用中分析问题时，我们不能将其看做理想元件，其有些负面影响是我们应用时必须要考虑的。晶闸管电路对电网的影响主要表现在谐波污染和无功功率两个方面：晶闸管要消耗无功功率，会对电网产生不利影响，主要表现为：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，会导致总电流增加，从而使设

7、备和线路的损耗增加。3.无功功率是线路压降增大，冲击性无功负载还会导致电压剧烈波动。晶闸管会产生谐波，对公用电网产生危害，主要表现为：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灾。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振，从而使谐波放大，会使上述1)和2)两项的危害大大增加，甚至引起严重事故。4.谐波会导致继电

8、保护和自动装置的误动作，并使电气测量仪表不准确。5.谐波会对临近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量，重者导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。15武汉理工大学《电力电子技术》课程设计书说明书由于公用电网中的谐