黄石理工学院 课程设计报告
本系统采用D-Y连接。S=64.3kvA, U2=125V Iem取值：当 S≥10KVA时，取Iem=4。
64.3μF=98.76μF C?6IemS2=6?4?103?2U125耐压≥1.5Um =1.5312536=459.28V
由公式计算出电容量一般偏大，实际选用时还可参照过去已使用装置情况来
确定保护电压的容量，这里选CZ32-2型金属化纸介电容器，电容量160uF，耐
U压500V。R?2.32S2Ush12525=2.3?Ω=0.62Ω，取R=1Ω ?10?3?64.34IemIc?2?fCUC?10?6 =2??50?100?125?10?6=3.93A 3~61.8W PR?(3~4)IRR =(3~4)?3.932?1W=46,。2选取1?、75W的金属膜电阻。 ② 压敏电阻的选择
压敏电阻标称电压U1mA=1.32U2=1.3323125=398V
取电流量5KA，选MY41-400/5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)UDC=(1.8～2.2) 3230=414～506V
选MY31-500/5型压敏电阻，允许偏差+10％。（500V）。 （3）晶闸管及整流二极管两端的过电压保护
抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。如图3-1中的1R4~1R9、1C4~1C9。阻容保护的数值一般根据经验选定，见表3-2
表3-2 阻容保护的数值一般根据经验选定
晶闸管额定电流/μA 电容/μF 电阻/Ω 10 0.1 100 20 0.15 80 50 0.2 40 100 0.25 20 200 0.5 10 500 1 5 1000 2 2 抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。电容耐压可选加在晶闸管两端工作电压峰值Um的1.1～1.15倍。
9
黄石理工学院 课程设计报告
由于 IT?160A
由上表得C=0.5μF，R=10Ω，
电容耐压≥1.5Um=1.536U2=1.5363125=459.28V 选C为0.15μF的CZJD-2型金属化纸介质电容器, 耐压为500V。
PR2?fcUc?10?6=5030.153(3?120)2?10?6=0.324W
2选R为80Ω，1W的普通金属膜电阻器。 3.4.2 过电流保护
本系统采用电流截止反馈环节作限流保护外，还设有与元件串联的快速熔断器作过载与短路保护。快速熔断器的断流时间短，保护性能较好，是目前应用最普遍的保护措施。快速熔断器可以安装在直流侧、交流侧和直接与晶闸管串联。 如图3-1中的FU1-FU7。
（1）交流侧熔断器的选择
在交流则设有熔断器FU1，对整流变压器及后面的电路进行短路与过载保护，整流变压器一次侧的电流有效值为I1=56.49A。故可选取RW06-80低压熔断器，熔体的额定电流选为80A
（2）晶闸管串连的快速熔断器的选择
接有电抗器的三相全控桥电路，通过晶闸管的有效值
IT?In/3?209/3=120.7 A
选取RLS-150快速熔断器，熔体额定电流150A。 （3）过电流继电器的选择
因为负载电流为209A，所以可选用吸引线圈电流为30A的JL14-11ZS型手动复位直流过电流继电器，整定电流取1.253209=261.25A≈260A。
3.4.3 缺相与无励磁或弱磁保护
在发生缺相故障时，会使输出电压降低，电流和电压波动增大，使电机运行时振动加大，增大了对生产机械的冲激，有必要设置缺相保护电路。对于他励直流电动机，启动时必须先加励磁电源，然后才能加电枢电压，以及在弱磁时，会使系统不稳定，因而应设置无励磁或弱磁保护。
（1）缺相保护 缺相保护采用带缺相保护功能的热继电器实现，如图3-1中的FR。热继电器FR既作缺相保护，也可作过载保护。当发生缺相故障或负
10
黄石理工学院 课程设计报告
载过载时，热继电器FR动作，其常闭触头断开，KM线圈失电，KM的主触头断开整流电路的电源，从而实现缺相和过载保护。
整流变压器二次侧的电流有效值为I2=170A.，可选用JR60，热元件选用4U，整定电流为180A。
（2）无励磁或弱磁保护 无励磁或弱磁保护采用欠电流继电器实现，如图3-1中的KA2。当发生无励磁或弱磁（励磁电流没达到最小允许值）时，KA2的常开触头断开，接触器KM失电，其主触头切断全控整流器的电源，从而实现无励磁或弱磁保护。励磁电流为1.6A，可选用JT18型欠电流继电器，额定电流取4.6A，吸合电流整定为1.2A。
3.5 平波电抗器的计算
为了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，称平波电抗器。其主要参数有流过电抗器的电流一般是已知的，因此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?K1（3-15）
式中 K1－与整流电路形式有关的系数，可由表查得；
Idmin－最小负载电流，常取电动机额定电流的5％～10％计算。
U2 Idmin根据本电路形式查得K1=0.695 所以 L1=0.695?125=5.20mH
209?8%（2）限制输出电流脉动的临界电感量L2
由于晶闸管整流装置的输出电压是脉动的，因此输出电流波形也是脉动的。该脉动电流可以看成一个恒定直流分量和一个交流分量组成。通常负载需要的只是直流分量，对电动机负载来说，过大的交流分量会使电动机换向恶化和铁耗增加，引起过热。因此，应在直流侧串入平波电抗器，用来限制输出电流的脉动量。平波电抗器的临界电感量L2（单位为mH）可用下式计算
L2?K2U2 （3-15） SiId11
黄石理工学院 课程设计报告
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）％。
根据本电路形式查得K2=1.045, 所以 L2?K2U2125=1.045?=7.81mH
8%?209SiId（3）电动机电感量LD和变压器漏电感量LT
电动机电感量LD（单位为mH）可按下式计算 LD?KdUD?103 （3-16） 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； p—电动机的磁极对数；KD—计算系数。一般无补偿电动机取8～12，快速无补偿电动机取6～8，有补偿电动机取5～6。本设计中取KD=10、UD=230V、ID=82.55A、n=1450r/min、p=1
LD?KdUD?1032pnID=10?230?103 mH =3.79mH
2?1?1450?209变压器漏电感量LT（单位为mH）可按下式计算 LT?KT式中KT—计算系数，查表可得
Ush—变压器的短路比，一般取5～10。 本设计中取KT=3.9、U=6
shUshU2 （3-17） 100ID所以LT=3.9?6125? mH =0.14mH 100209（4）实际串入平波电抗器的电感量 考虑输出电流连续时的实际电感量：
Ld1?max?L2,L1??(LD?2LT)?3.74 mH （3-18）（5) 电枢回路总电感:
L??Ld1?LD?2LT=3.74＋3.79＋230.14 mH =7.81mH
12
黄石理工学院 课程设计报告
3.6 励磁电路元件的选择
整流二极管耐压与主电路晶闸管相同，故取700V。对于三相不可控桥式整流电路 K=0.367，
ID(AV)=(1.5～2)KIL=(1.5～2)30.36731.2A=0.6～0.88A
图3—2主电路图电路
可选用ZP型3A、700V的二极管。
在图中，RW1和RW2是用来调节励磁电流的，可选择50Ω，10W的可调电阻。
13