3.3变压器容量的计算
; (3-4) S2=m2U2I2; (3-5)
S1=m1U1I1 ; (3-6)
上面式中m1、m2 为一次侧与二次侧绕组的相数;
1S=(S1+S2)由表查得m1=3,m2=3
2S1=m1U1I1=3×380×23.27=26.54 KVA
S2=m2U2I2=3×125×67.36=25.28KVA
1S=(S1+S2)=1/2(26.53+25.26)=25.94 KVA
2取S=30KVA
3.4晶闸管元件的选择
3.4.1 晶闸管的额定电流
选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值ITN大于实际流过管子电流最大有效值IT,即:
ITN =1.57IT(AV)>IT 或 IT(AV)>=
=KId
考虑到(1.5~2)倍的裕量
Id2)KIB IT(AV)=(1.5~d0.368×82.55A =(1.5~2)×Id=45.57~60.76A
取IT(AV)=50A。故选晶闸管的型号为KP50-7。 3.4.2晶闸管的额定电压
晶闸管实际承受的最大峰值电压Um,并考虑(2~3)倍的安全裕量,参照标准晶闸管电压等级,即可确定晶闸管的额定电压UTN,即UTN =(2~3)Um
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在三相全控桥式整流电路,每个晶闸管所承受的最大峰值电压为
22U2Ush1255R2≥2.3 ,则Um=6U2.3××103×SIem25.904 UTN=(2~3)Um=(2~3)6U2=(2~3)×6× 125V=612.37~918.56V (3-7)
取UTN=800V。
3.5晶闸管保护环节的计算
晶闸管有换相方便,无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定电流等参数外,还必须采取必要的过电压、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地正常运行的关键。 3.5.1过电流保护
系统中用电流截止反馈环节作限流保护外,用过电流继电器切断故障电流。 (1)过电流继电器的选择 根据负载电流为82.55A,可选用吸引线圈电流为150A的JL14-11ZS型手动复位直流过电流继电器,整流电流可取1.25A。
(2)快速熔断器的选择 接有电抗器的三相全控桥电路,通过晶闸管电流有效值IT=Id/1.732=82.55A/1.732=47.7A,故选用RLS-50的熔断器,熔体电流为50A。
3.5.2过电压保护
以过电压保护的部位来分,有交流侧过压保护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。
(1)交流侧过电压保护
阻容保护 即在变压器二次侧并联电阻R和电容C进行保护。 本系统采用D-Y连接。S=25.90kvA, U2=125V Iem取值:当 S≥10KVA时,取Iem=4。
C≥6IemS25.9036×4×10×=μF=39.78μF 2U2125耐压≥1.5Um =1.5×125×6=459.28V
选取50μF,耐压265.13V的CZDJ-2型金属化纸介电容器。取Ush=5V,
= =1.6Ω, 取R=2Ω
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50×50×125×106=1.96A Ic=2πfCUC×106 =2π×1.962×2W=23.05~30.73W PR≥(3~4)IRR =(3~4)×选取2Ω、25W的金属膜电阻。
压敏电阻的计算
2U1MA=1.32U2 =1.36?125V=398V
流通量取5KA。选MY31-400/5型压敏电阻。允许偏差+10%(440V)。
(2)直流侧过电压保护
直流侧保护可采用与交流侧保护相同保护相同的方法,可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保护易影响系统的快速性,并且会造成di/dt加大。因此,一般不采用阻容保护,而只用压敏电阻作过电压保护。
U1MA?(1.8~2.2)UDC =(1.8~2.2) ×230V=414~506V
选MY31-450/5型压敏电阻。允许偏差+10%(495V)。
3.7平波电抗器的计算
称平波电抗器的作用是使直流负载得到平滑的直流电流,通常在整流输出电路中串入带有气隙的铁心电抗器Ld。电抗器参数计算主要是电感量的计算。 (1)算出电流连续的临界电感量L1可用下式计算,单位mH。
L1=K1U2 (3-11) Idmin式中K1为与整流电路形式有关的系数,可由表查得;
Idimin为最小负载电流,常取电动机额定电流的5%~10%,这里取8%计算。 根据本电路形式查得K1=0.695所以
Idimin=0.08Id=0.08×82.55A=6.6A
L1=K1125U2=0.695×mH=13.16mH
6.6Idmin10
(2)限制输出电流脉动的临界电感量L2
(3)其取值范围与电压电流等参数有关,因此可用下式计算
L2?K2U2 (3-12) SiId式中K2—系数,与整流电路形式有关,Si—电流最大允许脉动系数,通常三相电路Si≤(5~10)%。取Si=8%。 根据本电路形式查得K2=1.045, 所以
L2?K2U2125=1.045?=19.78mH
8%?82.55SiId(3)电动机电感量LD和变压器漏电感量LT的计算 电动机电感量LD可按下式计算
LD=KdUD×103 (3-13) 2pnID式中 UD、ID、n—直流电动机电压、电流和转速,常用额定值代入;
快速无补偿电动机取6~8,有补偿电动机取5~6。根据设计要求,取KD=10、
UD=230V、ID=82.55A、n=1450r/min、p=1
LD?KdUD230?103 mH =9.61mH ?103=10?2?1?1450?82.552pnID变压器漏电感量LT(单位为mH)可按下式计算
(3-14)
查表可得Ush—变压器的短路比,一般取5~10,式中KT—计算系数。
UshU26125100ID×.9×本设计中取KT=3.9、Ush=6所以LT=3 mH =0.35mH 。
LT=KT10082.55
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4 触发电路选择
根据设计要求,选用集成触发电路。触发集成芯片采用目前比较常用的KC系列。典型应用电路如图4-1所示。
元件组成6路依次相差60°的触发脉冲,并从其第8引脚引入三相电网电压,实现6路脉冲与电网电压的同步。KC42主要是用于电网电压波形的补偿,从而使同步脉冲更加准确,减小了电网电压波形对触发脉冲的影响。
从产品目录中查得晶闸管的触发电流为IGT<250mA,触发电压VGT?3V。由已知条件可以计算出
Ce=
UNINRanN=23082.55×0.7=0.12,
1450Uc=Cen+IdR0.12×1450+82.55×0.7×2=V=7.24V。 Ks40因为Uc=7.24V,VGT?3V,所以触发变压器的匝数比为
Va+15V2.2KVb2.2KVc2.2KUc-15V15K5.1K1uF15K5.1K1uF15K5.1K1uF10K1uF1uF10K9875436.8K10K5.1K1112131410K10K9875436.8K5.1K1112131410K10K 9875436.8K5.1K111213KC04140.01uF0.047uF1K30K0.01uF0.047uF1K30K0.01uF0.047uF1K30KKC04KC0430K151630K0.47uF151630K0.47uF15160.47uF111+15V0.01uF0.01uF216134781K116215314413KC4151261171089G2K2G1K1G3K31K1K1K1KG6K6G4K4KC421211912 G5K56800p 2CK4320K6800p1K3DG12B × 610K图 4-1 由KC04、KC41、KC42组成的集成触发脉冲产生电路