电力电子课程设计可调直流稳压电源剖析.doc

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 2 2.1 设计任务 2 2.2 设计要求 2 三、 主要技术参数 2 3.1 整流变压器的选择 2 3.2 晶闸管的选择 3 3.3 平波电抗器的选择 4 四、 设计内容 4 4.1主电路的设计 4 4.2主电路原理说明 5 4.3保护电路的设计 8 4.3.1 晶闸管的保护电路 9 4.3.2 交流侧保护电路 9 4.3.3 直流侧阻容保护电路 10 五、 设计体会 11 附录 12 电路图 12 波形图 13 设计目的 1、把从电力电子技术及其它先修课程（电工基础、电子技术、电机学等）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。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，培养观接法可知变压器二次侧相电压为： （公式1） 变比为： （公式2﹚ 变压器一次和二次侧的相电流计算公式为： ﹙公式3﹚ ﹙公式4﹚ 而在三相桥式全控中 ﹙公式5﹚ ﹙公式6﹚ 所以变压器的容量分别如下： 变压器次级容量为： ﹙公式7﹚ 变压器初级容量为： ﹙公式8﹚ 变压器容量为： ﹙公式9﹚ 即： 变压器参数归纳如下：初级绕组三角形接法，；次级绕组星形接法，，；容量选择为9.46989kW。 3.2 晶闸管的选择 ⑴ 晶闸管的额定电压 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 ﹙公式10﹚ 故桥臂的工作电压幅值为： ﹙公式11﹚ 考虑裕量，则额定电压为： ﹙公式12﹚ ⑵ 晶闸管的额定电流 晶闸管电流的有效值为： ﹙公式13﹚ 考虑裕量，故晶闸管的额定电流为： ﹙公式14﹚ 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15﹚ 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。所以取20A。所以有： ﹙公式16﹚ 设计内容 4.1主电路的设计 其原理图如图所示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三相电源相接的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－VT6。。假设将电路中的晶闸管换作二极管，这种情况也就相当于晶闸管触发角α=0o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图所示。 α=0o时，各晶闸管均在自然换相点处换相。由图中变压器二绕组相电压与线电压波形的对应关系看出，各自然换相点既是相电压的交点，同时也是线电压的交点。在分析ud的波形时，既可从相电压波形分析，也可以从线电压波形分析。从相电压波形看，以变压器二次侧的中点n为参考点，共阴极组晶闸管导通时，整流输出电压 ud1为相电压在正半