电力电子课程设计-可调直流稳压电源

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1、电力电子课程设计设计课题：开关稳压电源系部：自动控制系专业：生产过程自动化班级：学生姓名：学号：指导教师：2016年12月19日目录一、设计目的2二、设计任务及要求22.1设计任务22.2设计要求2三、主要技术参数23」整流变压器的选择23.2晶闸管的选择33.3平波电抗器的选择4四、设计内容54.1主电路的设计54.2主电路原理说明54.3保护电路的设计94.3.1晶闸管的保护电路94.3.2交流侧保护电路104.3.3直流侧阻容保护电路11五、设计体会11附录12电路图12波形图13一、设计目的1、把从电力电子技术及其它先修课程（电工基础、电

2、子技术、屯机学等）中所学到的理论和实践知识，在课程设计实践中全面综合的加以运用，使这些知识得到巩固、提高，并使理论知识与实践技能密切结合起来。2、初步树立起正确的设计思想，掌握一般电力电子电路设计的基本方法和技能,培养观察、分析和解决问题及独立设计的能力，训练设计构思和创新能力。3、培养具有查阅参考文献和技术资料的能力，能熟悉或较熟悉地应用相关手册、图表、国家标准，为今后成为一名合格的电气工程技术人员进行必须的基本技能和基本素质训练。二、设计任务及要求2.1设计任务设计主电路及电气控制电路，主电路为三相桥式全控整流电路；2.2设计要求装置输入电源

3、为三相UL=38OV工频交流电源，输入电压为220VAC,输出直流电压的变化范围为0〜24Vo绘制装置总体电路原理图，绘制电路所有点电压、电流及元器件（晶闸管等）两端电压波形（汇总绘制，注意对应关系）；三、主要技术参数3.1整流变压器的选择由系统要求可知，整流变压器一、二次线电压分别为380V和220V,由变压器为A-y接法可知变压器二次侧相电压为：（公式1）变比为:K5（公式2）变压器一次和二次侧的相电流计算公式为：A=K（公式3）而在三相桥式全控中【2=•K丄（公式4）心=K/2=J

4、=0・816（公式5）ld==305A（公式6）所以变压器

5、的容量分别如下:变压器次级容量为：S

6、=3(/2/2（公式7）变压器初级容量为：变压器容量为：S2==3(/,/.（公式8）s=S]+S°（公式9）2即:3x127x0.816x305+3x380x(305x0.816/)S==9.46989RW变压器参数归纳如下：初级绕组三角形接法£/1=380V,Z.=82.96A:次级绕组星形接法，t/2=127V,I2=248.88A；容量选择为9.46989kWo3-2晶闸管的选择（1）晶闸管的额定屯压由三相全控桥式整流电路的波形分析知，晶闸管最大正、反向电压峰值均为变压器二次线电压峰值Ufm=%=（公

7、式io）故桥臂的工作电压幅值为：Um=76x127-311.IV（公式11）考虑裕量，则额定电压为：UN=（2~3叽=（2~3）x311.1=（622.2〜933.3）V（公式12）⑵晶闸管的额定电流晶闸管电流的有效值为：600346.4A（公式13）考虑裕量，故晶闸管的额定电流为：G（av）=（1.5〜2）-^-=（1.5〜2）^^=（330.97〜441.30）A（公式14）1•^71•刃3.3平波电抗器的选择为了限制输出电流脉动和保证最小负载电流时电流连续，整流器电路中常要串联平波电抗器。对于三相桥式全控整流电路带电动机负载系统，有：（公式

8、15）厶=0.693厶dmin其中，（单位为mH）中包括整流变压器的漏电感、电枢电感和平波电抗器的电感。由题目要求：当负载电流降至20A时电流仍连续。所以/仆血取20Ao所以有：（公式16）[I127L=0.693」=0.693X—=4A0mH2020四、设计内容4.1主电路的设计其原理图如图所示VT1VT3VT5R二10QIaE二60V丄i—:丿IdVT4VT6VT2习惯将其中阴极连接在一起的3个晶闸管（VT1、VT3、VT5）称为共阴极组;阳极连接在一起的3个晶闸管（VT4、VT6、VT2）称为共阳极组。此外，习惯上希望晶闸管按从1至6的顺序

9、导通，为此将晶闸管按图示的顺序编号，即共阴极组中与a、b、c三和电源相接的3个晶闸管分别为VT1、VT3>VT5,共阳极组中与a、b、c三相电源相接的3个晶闸管分别为VT4、VT6、VT2。从后面的分析可知，按此编号，晶闸管的导通顺序为VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6o4.2主电路原理说明整流电路的负载为带反电动势的阻感负载。假设将电路屮的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角aF时的情况。此时，对于共阴极组的3个晶闸管，阳极所接交流电压值最高的一个导通。而对于共阳极组的3个晶闸管,则是阴极所接交流电压值最低（或者说负得最

10、多）的一个导通。这样，任意时刻共阳极组和共阴极组中各有1个晶闸管处于导通状态，施加于负载上的电压为某一线电压。此时电路工作波形如下图所示