直流传动用整流装置主电路设计课程设计书.doc
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直流传动用整流装置主电路设计课程设计书.doc
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电力电子技术课程设计书
直流传动用整流装置主电路设计
院系电子工程学院
专业自动化专业
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指导
一.主要设计条件
(1)负载为他励直流电动机,其主要参数为:
额定功率PN=60kW,无补偿绕组,
额定电压UN=220V,极对数p=2,
额定电流IN=305A,
过载能力2.5IN(一分钟)
额定转速nN=1000r/min,
励磁方式他励,
励磁电压UL=220V,
励磁电流IL=4A
(2)负载工艺要求的参数:
静差率s≤1%,
调速范围D≥15,
电流脉动率在a=90o时,要求si≤10%,
电机空载时,直流电流必须连续,已知空载电流Ido约为电动机额定电流的10%。
(3)电源参数:
电网供电电压三相380V,
电网电压波动+5%~-10%。
二.设计要求
(1)画出整流装置主电路原理图;
(2)选择整流变压器的额定参数;
(3)计算晶闸管的额定参数并选择晶闸管型号;
(4)选择平波电抗器参数;
(5)保护电路的计算选择:
Ø选择抑制换相过电压阻容吸收电路的参数;
Ø选择桥臂串接快速熔断器参数。
三.主电路设计原理图
四.主电路参数计算
1.整流变压器T参数的选择与计算
(1)变压器二次侧相电压有效值U2(裕量为1)
=V
——理想情况下α=0时整流电压输出最大值Ud0与二次侧电压U2之比
——电网最大波形系数
——控制角为α时,输出电压Ud与Ud0之比,即=Ud/Ud0(α=)
(2)变压器二次侧容量S2
S2=3U2I2=3*106.06V*249.03A=79236.40W
其中,I2=IdN=0.816*305A=249.03A
2.晶闸管VT1~VT6的选择与计算
(1)额定电压UN
URM=UFM=U2=2.449*106.06V=259.74V
UN=3UM=2.2*259.74V=571.43V(安全裕量为2.2)
(2)额定电流IT(AV)
IT(AV)=1.6*=1.6*=179.45A(安全裕量为1.6)
其中,IVT=IdN=0.577*305A=176.09A
(3)晶闸管型号选择
KP——200——6
3.直流电抗器Ld的选择与计算
(1)电动机电枢电感LD
LD=KD**103=8**103=1.44mH
其中,KD=8,p=2,nN=1000r/min,IN=305A
(2)变压器漏感LT
LT=KTL***103=1.22***103=0.20mH
其中,KTL=1.22,e=5,U2=106.06V,w===104.72rad/s,IN=305A
(3)平波电抗器参数Ld
Ld=K1*—(2LT+LD)=1.693*—(2*0.20+1.44)=4.05mH
其中,K1=1.693,U2=106.06V,Idmin=10%IN=30.5A,LT=0.20mH,LD=1.44mH
4.保护电路的选择与计算
(1)晶闸管换相过电压保护
阻容参数可按照经验公式选定,如下:
Cb=(2~4)IT(VA)*10-3µF=(2~4)*179.42*10-3µF=(0.359~0.718)µF
一般Rb=(10~30)Ω,对于整流二极管取下限,晶闸管取上限,所以可选取Cb=0.500µF,Rb=30Ω
(2)快速熔断器的选择
额定电流IFV
需满足条件:
ITM≤IFV≤IVT
一般取IFV=IVT=176.09A
额定电压URN
需满足条件:
URN≥(1.0~1.4)U2,即URN≥(183.70~257.18)V
取URN为250V,其中U2=106.06V
五.元器件清单
器件名称
参数
型号
数量
备注
整流变压器
380V/106V/249A
----------
1
定做380V/110V/100KW
快速熔断器
106V/176A
----------
3
实际用110V/180A
普通晶闸管
----------
KP—200—6
6
----------
电阻
30Ω
----------
6
实际用47Ω代替
普通电容
0.5uF
----------
6
----------
平波电抗器
4.05mH
----------
1
----------
六.参考资料
1.《电力电子技术》王兆安黄俊主编第四版机械工业出版社ISBN978-7-111-07601-8
2.部分资料来自互联网
七.设计体会
这篇课程设计是有难度的,虽然是第二次做,但由于题目只给出了要求,提示信息不多故电路需要自行设计,在设计过程中走了不少弯路,最终在借鉴了其他人的作品后,将电路修改成型,这也说明了,课程基础知识还是有些薄弱,对知识的应用能力不够强,今后应当加强锻炼。
参数计算过程没有出现什么问题,主要是所需公式张老师已经在课堂上讲过,感谢一下。
最终在器件的选择过程中,参考了了大量的网络资料,选定了部分器件的型号参数,最终对电路图进行了修正。
电路图绘制时发现对Protel的熟练度明显下降,需要经常练习。
5
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- 流传 动用 整流 装置 电路设计 课程设计