一.晶闸管整流器设计
1. 进行主电路形式选择:
整流器主电路联结形式的确定:整流器主电路联结形式多种多样,选择时应考虑以下情况:
(1).可供使用的电网电源相数及容量;(2).传动装置的功率; (3).允许电压和电流脉动率;(4). 传动装置是否要求可逆运行,是否要求回馈制动;
本设计任务已规定采用晶闸管三相全控桥式整流电路,具有以下特点: 三相全控桥式 变压器 利用率 直流侧 脉动情况 元件利用率直流 波形畸变(畸(导通角) 磁化 变系数) 较好 (120°) 整 流 变 压 器 无 应用场合 好(0.95) 较小(m=6) 较小(0.955) 应用范围广 三相全控桥式计算系数 二次相电流计算系数 KIV=0.816 一次相电流计算系数 视在功率计算系数 漏抗计算系数 漏抗折算系数 电阻折算系数 换相电抗压降系数 整流电压计算系数 晶 电压计算系数 闸 管 电流计算系数 KX=0.5 KIL=0.816 KUV=2.34 KUT=2.45 KIT=0.367 KST=1.05 KTL=1.22 KL=2 KR=2
2整流变压器的选择:
整流变压器一次侧接交流电网,二次侧连接整流装置。整流变压
器的选择主要内容有连接方式、额定电压、额定电流、容量等。 (1)整流变压器的作用和特点
1)整流变压器的作用:变换整流器的输入电压等级。由于要求整流器输出直流电压一定,若整流桥路的交流输入电压太高,则晶闸管运行时的触发延迟角需要较大;若整流器输入电压太低,则可能在触发延迟角最小时仍不能达到负载要求的电压额定值。所以,通常采用整流变压器变换整流器的输入电压等级,以得到合适的二次电压。实现电网与整流装置的电气隔离,改善电源电压波形,减少整流装置的谐波对电网的干扰。
2)整流变压器的特点:由于整流器的各桥臂在一周期内轮流导通,整流变压器二次绕组电流并非正弦波(近似方波),电流含有直流分量,而一次电流不含直流分量,使整流变压器视在功率比直流输出功率大。当整流器短路或晶闸管击穿时,变压器中可能流过很大的短路电流。为此要求变压器阻抗要大些,以限制短路电流。整流变压器由于通过非正弦电流引起较大的漏抗压降,因此它的直流输出电压外特性较软。整流变压器二次侧可能产生异常的过电压,因此要有很好的绝缘。 3)整流变压器的联结方式 (2).整流变压器二次相电压的计算
1)整流变压器的参数计算应考虑的因素。由于整流器负载回路的电感足够大,故变压器内阻及晶闸管的通态压降可忽略不计,但在整流变压器的参数计算时,还应考虑如下因素:
a)最小触发延迟角?min:对于要求直流输出电压保持恒定的整流装置,?应能自动调节补偿。一般可逆系统的?min取30°~35°,不可逆系统的?min取10°~15°。
b)电网电压波动:根据规定,电网电压允许波动范围为+5%~-10%,考虑在电网电压最低时,仍能保证最大整流输出电压的要求,通常取电压波动系数b=0.9~1.05。 c)漏抗产生的换相压降?UX。
d)晶闸管或整流二极管的正向导通压降n?U。 2)二次相电压U2的计算
a)用于转速反馈的调速系统的整流变压器
?Idmax??ITmax?????I?INRa?UN??I?1??INRa?N?U2??N??ITmax??KUV?bcos??KUminXdl?IN????1.5?375??1.5?375??375?0.03021?220??1??375?0.03021???375??375???2.34??0.95?0.98?0.6?0.05?1.5?16.993125?220?5.664375?2.43?0.886?239.6240714
式中 U2——变压器二次相电压(V); UN——电动机的额定电压(V); KUV——整流电压计算系数;
b——电压波动系数,一般取b=0.90~1.05;
?min——晶闸管的最小触发延迟角;
KX——换相电感压降计算系数;
Udl——变压器阻抗电压比,100KVA以下取0.05,容
量越大,Udl越大(最大为0.1);
ITmax——变压器的最大工作电流,它与电动机的最大工
作电流Idmax相等(A);
IN——电动机的额定电流(A)。
Ra——电动机的电枢电阻(?)。
b)要求不高的场合,还可以采用简便计算,即
U2?(1~1.2)UNKUVb
c)当调速系统采用三相桥式整流电路并带转速负反馈时,一般情况下变压器二次侧采用Y联结,也可按下式估算: 对于不可逆系统:U2对于可逆系统:U2?(0.95~1.0)UN/3
?(1.05~1.1)UN/3
(3)二次相电流I2的计算
I2?KIVIdN?0.816?375?306A
式中
KIVIdN——二次相电流计算系数;
——整流器额定直流电流(A)。
当整流器用于电枢供电时,一般取
12IdN?IN。在有环
流系统中,变压器通常设有两个独立的二次绕组,其二次相电流为 I2?KIV(IN?IR)
式中
IR)IN。 ——平均环流,通常IR?(0.05~0.1(4)一次相电流
I1计算
式中
K1LINI1?KK1L——一次相电流计算系数;
K——变压器的电压比。
考虑变压器自身的励磁电流时,I1应乘以1.05左右的系数。 (5)变压器的容量计算
一次K0.816S1?m11LUd0IdN?3??2.34?116.06?375?106.543KVAKUV2.34容量
二次K1V0.816S2?m2Ud0IdN?3??2.34?116.06?375?106.543KVAKUV2.34容量平均总容量:
S?(S1?S2)/2?10.654K3VA 视在功率 式中
m1、m2——变压器一次、二次绕组相数,对于三相全
控桥m1?m2?3;
K1L——一次相电流计算系数;
Ud0——整流器空载电压(V); K1VKUV——二次相电流计算系数; ——整流电压计算系数。
3.整流器件的选择: