毕业设计三相控整流电路不可逆直流电力拖动系统

郑州航空工业管理学院

电力电子课程设计说明书

2008 级电气工程及其自动化专业 0806971班级

题目三相桥式全控整流电路不可逆电力拖动系统

姓名时光文学号 080697125

指导教师孙标职称

二ОО九年六月二十三日

一 .设计题目：三相桥式全控整流电路不直可逆流电力拖动系统

二 .设计条件：

（1）电网：380V ,50HZ;

（2） 直流电机额定功率17KW,额定电压220V ,额定电流90A,额定转

速1500r/min.

（3）变压器漏感：0.5Mh

三 . 设计任务：

（1）晶闸管的选型。

（2）电源变压器参数的计算。

（3）平波电抗器的计算。

（4）控制角移相范围。

（5）主电路图的设计。

四 ．设计要求：

1. 根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大平均电流,最大有效电流，选择晶闸管的额定电流，分析晶闸管可能承受的最大正压，最大反压，选择晶闸管的额定电压。晶闸管的选型。

因为是三相桥式全控整流电路，所有的计算公式都按三相桥式全控整流电路的进行计算，从而得到电路的各个参数。

（1）电压计算：由于是三相桥式全控整流电路，所以晶闸管承受的最大平均电

流是变压器二次侧电压倍，因为电动机的额定电压是220V ，根据d U =2.342U cos α,所以2U =d U /2.34 cos α=94.0V .

2U =269.44V 。

（2）电流计算：因为流过电动机的额定电流就是平均电流，二次回路中负载的最大平均电流为max d I =2N I =2*80=180(A)，所以流过晶闸管的最大平均电流为

max max 160()3dT d I I A ==最大有效值max max 103.93()T d I I A ==，所以流过晶闸管的额定电流max ()2132.30()1.57

T T AV I I A =⨯= 所以晶闸管最大反压为269.44（V ），最大额定电流为132.30（A ），考虑电压

要用2倍的余量，因此晶闸管的选型为额定电压500V ，额定电流()T AV I =140A 。

2. 计算电源变压器的二次侧流过的最大有效电压，计算变压器的变比，计算变压器的额定容量。

（1）根据d U =2.342U cos α,所以2U =d U /2.34 cos α=94.0V .考虑到余量的问题，变压器二次侧的额定电压选为110V 。

（2）二次侧最大有效电流的计算：根据220.81673.44(

)3d d I I I A ===

（3）容量的计算：根据223311073.4448470.4()S U I VA ==⨯⨯=算的其容量，考虑到变压器的实际情况所以选择容量为50KV A 的变压器。

（4）变比的计算：根据12380 3.451101

U n U ===，可以得到变比为n=4:1. （3）计算电流，电压的图形。

三相桥式全控整流电路α=0时的波形图

3. 根据电路参数计算平波电抗器的电感值，从而保证电流的连续。

为了保证电流的连续，平稳负载电流的脉动，一般在电路中要增加平波电抗器，保证整流电流在较大范围内连续，平波电抗器要选择合适的电感值从而保证电流的连续。至于三相全控桥式整流电动机负载的系统，在电流断续去的最高理想转

2'L e C ，当负载电流为最小临界值时，为保证电流的连续，电枢回路中

应有的电感量L （mH ）的表达式为

2min

0.693d U L I =，最小电流一般取得电动机额定值的0051000-（这里取得为050

），即 min 05 4.5()0

d N I I A ==，代入公式中可以的到L=17（mH ）。 4. 根据设计条件，计算最小逆变角，从而估算出最小控制角，取得控制角的移相范围。

为了防止逆变失败，不仅逆变角β不能等于零，而且不能太小，必须限制在某一允许的最小角度内。逆变时允许采用的最小β角应等于'min βδγθ=++式中，δ为晶闸管的关断时间p t 折合的电角度；'θ为安全欲量角。

晶闸管的关断时间p t ，大的可达200--300μm,折算到电角度δ约45︒︒-。至于重叠角γ，它随直流平均电流和换相电抗的增加而增大。

重叠角γ与d I 和B X 有关，当电路参数确定后，重叠角就有定值。逆变时要求min β>γ,

故存在如下关系：max min 2cos 1sin d b

I X m βπ<-。因为是三相桥式全控整流电

路，所以每个周期内有6个波头，m=6，将max d I ，B X ，2U 的值代入到公式中可得min cos 0.855β<，从而得到min β>32.21︒。

还需指出的是，在应用晶闸管交流器的可逆直流拖动系统中，由于限制逆变角不得小于

min β，为此整流控制角也必须不得小于min β。所以min α≥min β,从而保证电路从整