目 录
电力电子技术课程设计任务书 .................................................................. 2 第一章 方案的拟定 .................................................................................... 6 第一节 整流变压器的额定参数选择 ................................................... 6 第二节 晶闸管的选择 ................................................................................ 8 第三节 平波电抗器的选择 ................................................................. 10 第四节 触发电路的选择 ..................................................................... 12 第五节 保护电路设计和参数计算 ..................................................... 14 第二章 电路的原理分析 .......................................................................... 18 第一节 整流电路原理分析 ................................................................. 18 第二节 整流变压器漏抗对电路的影响 ......................................... 20 第三章 心得体会 ...................................................................................... 21 第四章 参考文献 ...................................................................................... 22
第一章 方案的拟定
第一节 整流变压器的额定参数选择
一．主电路形式选择
整流电路包括单相半波、单相全波、单相桥式、三相桥式、三相半波等。
单相可控整流电路因其具有电路简单、投资少和制造、调试、维修等方面的优点，单输出电压的脉冲比较大，脉冲频率低，当容量较大时已造成三相电网不平衡。
当整流负载容量较大，或要求电压直流脉冲较小时，应采用三相整流电路。由于三相桥式整流电路具有利用率大，输出同样的整流功率，变压器计算容量小，因而变压器最经济。
本设计由于负载容量较大，故选用三相全控桥式整流电路，为了分析方便，三相全控桥的六个晶闸管触发的循序是1-2-3-4-5-6晶闸管是这样编号的。
三相全控桥整流电路电路图如1~1.
图1~1
二． 整流变压器的选择
1.整流变压器的作用：在整流电路装置中满足负载要求的电压往往与电网电压不一致，为了降低或减少晶闸管装置对电网和其他用电设备的干扰，设置变压器将晶闸管与电网隔离。 2.二次侧相电压U2
欲精确计算整流变压器二次侧相电压U2，就必须首先对主电路中影响U2值的各个因素加以考虑，他们是：
⑴ U2值的大小首先要保证满足负载所要求的最大平均电压Ud。
⑵ 晶闸管并非是理想的半可控开关器件，导通时有一定的管压降，用UVT表示。 ⑶ 变压器漏抗的存在导致晶闸管整流装置在换相过程中产生相压降，用△Ux表示。
⑷ 因平波电抗器具有一定的直流阻抗，所以电流流经该电阻会产生一定的电压降。同时还应考虑电动机电枢电阻的压降。用Up表示。
根据推导变压器二次侧相电压U2为
U2=（1～1.2）Ud∕AεB=122 (V) （9-1） 其中A?UdoU?2.34 2 B?UdAU (1、带续流二极管２、不带续流二极管) doC?0.5 KI2?0.816 KKI111?I12?I?0.816 dd mS12?3 m1?3
S?1 S2?1.05 S1?1.05 S?1.05 2SdSdPd考虑到以上几点，在选择变压器二次侧电压值时，应当取比较理想情况下满足负载要求的Ｕd要求的Ｕ2稍大的值。理想情况下其输出直流电压Ud与变压器次级相电压U2之间的关系可用下式表示：
Ud?2.34U2cos?
在实际运行中，整流变压器输出平均电压还受下列因数影响：
电源电压波动：若电源电压允许波动范围为+5%～-10%，令ε为电网电压波动系数，且εε=0.95。
根据推导得变压器二次侧相电压U2的精确表达式为:
实际UUd?nsUT???U2?2.34?uk%pmincos??KgKx100?2.34KcugScos?2?220?2?0.8?0.55
2.34?0.95?cos250?1.5?1.17?5100?116.13V可取U2?110V。 变压器变比
K?U1U?I2?380?3.45 2I1110为Ud为负载电动机的额定电机的额定电压；k11,k12分别为电流的波形系数m1,m2为变压器一次侧，二次侧绕组的相数。 3. 二次侧相电流I2和一次侧相电流I1
忽略变压器激磁电流的情况下，根据变压器的磁势平衡方程写出一次侧和二次侧电流的关系式为：I1N1?I2N2
I1?I2N2I2? N1kI2111?1.05??34A K3.45I1?1.05?I2?0.816Id?0.816?IN?0.816?136A?111A
（N1和N2是变压器一次侧和二次侧绕组的匝数，k为变压器的变比）
4、二次侧容量S2，一次侧容量S1以及视在容量S
变压器的容量是指相数、相电压有效值和相电流有效值的乘积。在计算得到变压器次级相电压有效值U2已经相电流有效值I2后，根据变压器本身的相数m就可以计算变压器的容量其值为：S2?3U2I2?3?110?111?36.63kVA
S1?3U1I1?3?380?34?38.76kVA
S?1?S1?S2??1?38.76?36.63??37.70kVA 225.与标准值对比
经过查表知，该整流变压器的额定参数选择应为：
一次侧额定电压289V，二次侧额定电压138.2V，变压器容量为40kw。
第二节 晶闸管的选择
晶闸管额定电压的选择，除取决于变流器供电电源的交流电压外，还与变流器换相过程以及正常操作和事故切断电路时可能出现的各类过电压有关。此外设计时还应根据装置使用场合的重要程度留有足够的安全裕量。器件的额定电流与通过器件的电流波形以及冷却介质情况、散热器材料与外形尺寸等密切相关。选用时除根传动电动机的负载图计算等效节温外，还必须注意到，晶闸管自身热容量很小，在承受短时的事故及过载电流条件下应不致造成损坏。正确选择晶闸管的额定参数，不仅关系到变流系统设计的经济合理性，亦为正确的使用晶闸管以及变流装置的可靠运转奠定了良好的基础。此外对于大容量装置，由于受单个晶闸
