电力电子技术课程设计完整

课程设计名称：.... 电力电子技术题目：

专业：自动化

班级：自动化12-2班

姓名：王军

学号：1205010219

精品文本

课程设计任务书

间：2014年12月30日

辽宁工程技术大学课程设计成绩评定表

第一章主要技术数据和可控整流电路的选择

1.1主要技术数据

输入交流电源：三相380V 10%、f=50Hz、直流输出电流连续的最小值为5A。

电动机额定参数：额定功率P N =10kw、磁极对数P=2、额定转速n N=1000r/min,额

定电压U MN=220V、额定电流I MN=54.8A、过载倍数15

1.2可控整流电路的选择

晶闸管可控整流电路型式较多，各种整流电路的技术性能和经济性能个不相同。单

相可控整流电路电压脉动大、脉动频率低、影响电网三相平衡运行。

三相半波可控整流电路虽然对影响电网三相平衡运行没有影响，但其脉动仍然较

大。此外，整流变压器有直流分量磁势，利用率低。当整流电压相同时，晶闸管元件的反峰压比三相桥式整流电路高，晶闸管价格高三相半波可控整流电路晶闸管数量比三相桥式可控整流电路少，投资比三相桥式可控整流电路少。

三相桥式可控整流电路它的脉动系数比三相半波可控整流电路少一半。整流变压器没有直流分量磁势，变压器利用率高，晶闸管反峰压低。这种可控整流电路晶闸管数量是三相半波可控整流电路的两倍。总投资比三相半波可控整流电路多。

从上面几种可控整流电路比较中可以看到：三相桥式可控整流电路从技术性能和经

济性能两项指标综合考虑比其它可控整流电路优越，故本设计确定选择三相桥式可控整

流电路。如

图（1-1）所示

图1—1三相桥式可控整流电路

第二章可控整流电路的波形图

图1 —2三相桥式全控整流电路带电阻负载a0。时的波形

第三章整流电路参数计算和元件选择

3.1整流变压器的计算

整流变压器的作用是给晶闸管整流电路提供所需电源电压，同时将整流电路与交流

电源隔离，增强安全性并减小整流电路对请其他用电设备的干扰。

(1) 整流变压器的接线

变压器采用D,Y nii接线一次侧采用D接线的目的是个电流中三的整数倍高次谐波提供通路，以保证磁通和电压为正弦波，避免在变压器每相绕组中产生尖顶波电势。这个电势有时将超过正常值的50%,对变压器绝缘不利。此外电网波形畸变，对并接在电网的其他负载亦有很大影响。例如：对通讯检测信号的干扰，增加电器铁芯损耗，使保护装置误动作以及电子计算机无法工作。

(2) 整流变压器二次电压U2的计算

采用三相桥式整流电路整流变压器二次侧相电压可用下式估算：

U2= (0.90-1.0) U MN/ -3 (3- 1)式中：U2 —整流变压器二次侧相电压

U MN—直流电动机额定电压；

6 尸(0.9旷1.0) 220/ .3

=(114.5- 127.2 V

取U2=120V

整流变压器一、二次电压比为：

K= UWU2®

=380/120 =3.17

式中：K—整流变压器变比

U i —整流变压器一次侧相电压；

U2 —整流变压器二次侧相电压；

(3) .整流变压器一、二次电流l i、I2的计算

3

=0.816 I dN= 0.816 X 54.8=44.7A 式中：I dN —整流器额定直流值

l1= I2/ K=44.7/3.17=14.1A

(4) 整流变压器的容量的计算

S = ( S + S2) /2= K ST K UV U2』dN

=1.05 X 2.34 X 120 X 54.8

=16.16 KVA

取S T =17 KVA

式中：S T—整流变压器视在功率；

S1 -整流变压器一次侧视在功率；

S2-整流变压器二次侧视在功率；

K ST—视在功率计算因素；

K UV—整流变压器计算因素; (3 —2)

(3—3)

U 2厂整流变压器二次侧相电压;

I dN -整流器额定直流值;

(5)整流变压器的数据

相数：三相；

接线：D,Y n11；

容量：17KVA ;

一次侧相电压：380V;

二次侧相电压：120V;

一次侧相电流：

14.1A ;

二次侧相电流：

44.7A ;

3.2晶闸管元件的选择

（1）.额定电压的计算

U TN = （2〜3）,6 U2© （3-4）=（2〜3）. 6 X 120

=（588〜882）V

取U TN =800V

（2）.额定电流的计算

I T（AV）》（1.5〜2）K IT I dmax （3—5）

式中：K IT—晶闸管电流计算因素，采用三相桥式整流电路K IT=0.367

I dmax —最大整流电流（A ）I dmax=电动机最大工作电流，取I dmax =1.5I N

I T（AV）》（1.5〜2）K IT I dmax= （1.5〜2）K IT X 1.5N

=（1.5〜2）X 0.367 X 1.5 X 54.8

=(45.2 〜60.3)A

取I T(AY) =50A

选晶闸管的型号规格为KP50-8

3.3 平波电抗器的计算

(1).电动机电枢电感L Ma (mH)的计算

3

L Ma=K M U MN 103/2Pn

N I MN ( 3－6) 式中：U MN—直流电动机额定电压(V)；

I MN －直流电动机额定电流( A)；

n N —电动机额定转速(r/min )；

P—电动机磁极对数；

K M—计算系数，一般无补偿电动机K M=8〜12快速无补偿电动机K M=6〜8, 有补

偿电动机K M=5〜6；

L Ma= K M U MN10/2Pn N I MN

=8 X 220 X 102 X 2 X 1000 X 54.8 = 8.029 (mH)

(2)变压器漏感L T (mH)的计算

L T = K T U dl U2 / I dN (3—7)

式中：K T —整流变压器漏感计算系数，三相全控K T=3.9；

U d—整流变压器短路电压标么值，取U d=0.05;

U2 —整流变压器二次侧相电压(A);

乐-整流器额定直流值(A);