電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)---直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1、電源電壓：交流380V/50Hz</p

2、><p>　　2、輸出電壓范圍50V-150V</p><p>　　3、50~150V范圍內(nèi)，直流輸出額定電流：100A</p><p>　　4、具有過(guò)流保護(hù)功能</p><p><b>　　5、具有穩(wěn)壓功能</b></p><p>　　6. 直流輸出電流連續(xù)的最小值為10A</p>&

3、lt;p>　　7、效率不低于70%</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)計(jì)劃</b></p><p>　　電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)共1周。</p><p>　　第1天：選題，查資料；</p><p>　　第2天：方案分析比較，確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　第3～4天：電路原理設(shè)計(jì)與電路仿真

4、；</p><p>　　第5天：編寫(xiě)整理設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1. 畫(huà)出整體電路圖。</p><p>　　2. 對(duì)所設(shè)計(jì)的電路全部或部分進(jìn)行仿真，使之達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)要求。</p><p>　　3. 寫(xiě)出符合設(shè)計(jì)格式要求的設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。<

5、;/p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p>　　時(shí) 間：2015年12月23日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　總體框圖1</b></p><p>　　1.電路原理說(shuō)明1</

6、p><p>　　1.1主電路原理說(shuō)明1</p><p><b>　　1.2觸發(fā)電路3</b></p><p>　　1.2.1觸發(fā)電路的脈沖類(lèi)型......................................................................................................

7、..3</p><p>　　1.2.2常用的繼承觸發(fā)電路........................................................................................................4</p><p>　　1.2.3觸發(fā)信號(hào)波形.........................................

8、.............................................................................5</p><p>　　2.電路參數(shù)及元件選取7</p><p>　　2.1主電路元件選擇7</p><p>　　2.2整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算8</p><p>　　2.2.1二次相電

9、壓U2..................................................8</p><p>　　2.2.2一次與二次額定電流及容量計(jì)算..................................9</p><p>　　3.保護(hù)電路工作原理10</p><p>　　3.1過(guò)電流保護(hù)10</p><p&g

10、t;　　3.2過(guò)電壓保護(hù)11</p><p><b>　　4.應(yīng)用舉例12</b></p><p><b>　　5.總結(jié)體會(huì)14</b></p><p>　　元器件清單........................................................15</p><p

11、><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著電力電子器件的大力發(fā)展，該方面的用途越來(lái)越廣泛。由于電力電子裝置的電能變換效率高，完成相同的工作任務(wù)可以比傳統(tǒng)方法節(jié)約電能10%～40%，因此它是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，整流技術(shù)就是其中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　

12、　該設(shè)計(jì)以可控硅三相橋式全控整流電路構(gòu)成系統(tǒng)的主電路，采用同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，本觸發(fā)電路分三個(gè)基本環(huán)節(jié)：同步電壓形成、移相控制、脈沖形成和輸出。此外，還有雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。同時(shí)考慮保護(hù)電路和緩沖電路，通過(guò)參數(shù)計(jì)算對(duì)晶閘管進(jìn)行了選型。</p><p>　　該裝置可以用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁全工藝調(diào)節(jié)；還可用于直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)、同步電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)、通用直流電源、UPS等，也可作為交流電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)相控交交

13、變頻器的基本單元。</p><p>　　關(guān)鍵字：可控硅三項(xiàng)橋式全控整流電路；保護(hù)電路；脈沖電路；UPS；傳動(dòng)系統(tǒng)；交變頻；</p><p><b>　　總體框圖</b></p><p>　　該系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示。</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)框圖</b></p>&l

14、t;p><b>　　1.電路原理說(shuō)明</b></p><p>　　1.1主電路原理說(shuō)明</p><p>　　主電路圖如下圖所示；</p><p>　　為說(shuō)明此原理，假設(shè)將電路中的晶閘管換作二極管，這種情況就也就相當(dāng)于晶閘管觸發(fā)角α=0o時(shí)的情況。此時(shí)，對(duì)于共陰極組的三個(gè)晶閘管，陽(yáng)極所接交流電壓值最高的一個(gè)導(dǎo)通。而對(duì)于共陽(yáng)極組的三個(gè)晶閘管，

15、則是陰極所接交流電壓值最低（或者說(shuō)負(fù)得最多）的一個(gè)導(dǎo)通。這樣，任意時(shí)刻共陽(yáng)極組和共陰極組中各有1個(gè)晶閘管處于導(dǎo)通狀態(tài)，施加于負(fù)載上的電壓為某一線電壓。</p><p>　　α=0o時(shí)，各晶閘管均在自然換相點(diǎn)處換相。由圖中變壓器二繞組相電壓與線電壓波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系看出，各自然換相點(diǎn)既是相電壓的交點(diǎn)，同時(shí)也是線電壓的交點(diǎn)。在分析的波形時(shí)，既可從相電壓波形分析，也可以從線電壓波形分析。</p><p&

16、gt;　　從相電壓波形看，以變壓器二次側(cè)的中點(diǎn)n為參考點(diǎn)，共陰極組晶閘管導(dǎo)通時(shí)，整流輸出電壓 為相電壓在正半周的包絡(luò)線；共陽(yáng)極組導(dǎo)通時(shí)，整流輸出電壓為相電壓在負(fù)半周的包絡(luò)線，總的整流輸出電壓是兩條包絡(luò)線間的差值，將其對(duì)應(yīng)到線電壓波形上，</p><p>　　即為線電壓在正半周的包絡(luò)線。</p><p>　　從線電壓波形看，由于共陰極組中處于通態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)的最大的相電壓，而共陽(yáng)極組中處于通

17、態(tài)的晶閘管對(duì)應(yīng)的是最小的相電壓，輸出整流電壓 為這兩個(gè)相電壓相減，是線電壓中最大的一個(gè)，因此輸出整流電壓波形為線電壓在正半周的包絡(luò)線。</p><p>　　由于負(fù)載端所接的電感值無(wú)限大，會(huì)對(duì)變化的電流有抵抗作用，從而使得負(fù)載電流幾乎為一條直線。其電路工作波形如圖2所示。</p><p>　　當(dāng)觸發(fā)角α改變時(shí)，電路的工作情況將發(fā)生變化。當(dāng)α= 時(shí)，從角開(kāi)始把一個(gè)周期等分為6段，每段為與α＝

18、時(shí)的情況相比，一周期中波形仍由6段線電壓構(gòu)成，每一段導(dǎo)通晶閘管的編號(hào)等仍符合表1的規(guī)律。區(qū)別在于，晶閘管起始導(dǎo)通時(shí)刻推遲了,組成 的每一段線電壓因此推遲，平均值降低。圖3中給出了變壓器二次</p><p>　　側(cè)a相電流  的波形，該波形的特點(diǎn)是，在VT1處于通態(tài)的120o期間，為正，由于大電感的作用，波形的形狀近似為一條直線，在VT4處于通態(tài)的120o期間，波形的形狀也近似為一條直線，但為負(fù)

19、值。</p><p>　　當(dāng)α=時(shí)，波形中每段線電壓的波形繼續(xù)向后移，平均值繼續(xù)降低，時(shí)出現(xiàn)了為零的點(diǎn)。由以上分析可見(jiàn)，當(dāng)時(shí)，波形連續(xù)。對(duì)于帶大電感的反電</p><p>　　動(dòng)勢(shì)，波形由于電感的作用為一條平滑的直線并且也連續(xù)。當(dāng)時(shí)，如時(shí)電阻</p><p>　　負(fù)載情況下的工作波形如圖4所示，平均值繼續(xù)</p><p>　　降低，由于電感的

20、存在延遲了VT的關(guān)斷時(shí)刻，使得的值出現(xiàn)負(fù)值，當(dāng)電感足夠大時(shí)，中正負(fù)面積基本相等，平均值近似為零。這說(shuō)明帶阻感的反電動(dòng)勢(shì)的三相橋式全控整流電路的角的移相范圍為。</p><p><b>　　1.2觸發(fā)電路</b></p><p>　　1.2.1觸發(fā)電路的脈沖類(lèi)型</p><p>　　對(duì)于三相橋式全控整流電路，在其合閘啟動(dòng)過(guò)程中或電流斷續(xù)時(shí)，為確保

21、電路在正常工作，需保證同時(shí)導(dǎo)通的兩個(gè)晶閘管均有脈沖。為此，可采用兩種方法：一種是使脈沖寬度大于（一般取～），稱為寬脈沖觸發(fā)；另一種方法是，在觸發(fā)某個(gè)晶閘管的同時(shí)，給前一個(gè)晶閘管補(bǔ)發(fā)脈沖，即用兩個(gè)窄脈沖代替寬脈沖，兩個(gè)窄脈沖的前沿相差，脈寬一般為～，稱為雙脈沖觸發(fā)。雙脈沖電路較復(fù)雜，但要求的觸發(fā)電路輸出功率小。寬脈沖觸發(fā)電路雖可少輸出一半脈沖，但為了不使脈沖變壓飽和，需將鐵心體積做得較大，繞組匝數(shù)較多，導(dǎo)致漏感增大，脈沖前沿不夠陡。因此，

22、常用的是雙脈沖觸發(fā)。</p><p>　　1.2.2 常用的集成觸發(fā)電路</p><p>　　常用的三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路是由三個(gè)KJ004集成塊和一個(gè)KJ041集成塊組成的，脈沖產(chǎn)生后由六個(gè)晶體管進(jìn)行放大。</p><p>　　圖5 KJ004電路原理圖</p><p>　　KJ004 電路由同步檢測(cè)電路、鋸齒波形成電路、偏形電壓

23、、移相電壓及鋸齒波電壓綜合比較放大電路和功率放大電路四部分組成。電原理見(jiàn)圖5：鋸齒波的斜率決定于外接電阻R6、RW1，流出的充電電流和積分電容C1的數(shù)值。對(duì)不同的移相控制電壓VY，只有改變權(quán)電阻R1、R2的比例，調(diào)節(jié)相應(yīng)的偏移電壓VP。同時(shí)調(diào)整鋸齒波斜率電位器RW1，可以使不同的移相控制電壓獲得整個(gè)移相范圍。觸發(fā)電路為正極性型，即移相電壓增加，導(dǎo)通角增大。R7和C2形成微分電路，改變R7和 C2的值，可獲得不同的脈寬輸出。KJ004 的

24、同步電壓為任意值。</p><p>　　雙脈沖信號(hào)的形成與控制用KJ041六路雙脈沖形成器完成，KJ041是三相全控橋式觸發(fā)線路中必備的電路，具有雙脈沖形成和電子開(kāi)關(guān)控制封鎖功能。實(shí)用塊有電子開(kāi)關(guān)控制的KJ041電路組成邏輯控制，適用于正反組可逆系統(tǒng)。</p><p>　　圖6 三相全控橋整流電路的集成觸發(fā)電路</p><p>　　1.2.3觸發(fā)信號(hào)波形</p

25、><p>　　向晶閘管整流電路供電的交流側(cè)電源通常來(lái)自電網(wǎng)，電網(wǎng)的頻率不是固定不變的，而是會(huì)在允許內(nèi)有一定的波動(dòng)。觸發(fā)電路除了應(yīng)當(dāng)保證工作頻率與主電路交流電源的頻率一致外，還應(yīng)保證每個(gè)晶閘管觸發(fā)脈沖與施加于晶閘管的交流電壓保持固定、正確的相位關(guān)系。</p><p>　　為保證觸發(fā)電路和主電路頻率一致，利用一個(gè)同步變壓器，將一次側(cè)接入為主電路供電的電網(wǎng)，由其二次側(cè)提供同步電壓信號(hào)，這樣，由同步電

26、壓決定的觸發(fā)脈沖頻率與主電路晶閘管電壓頻率始終是一致的。接下來(lái)就是觸發(fā)電路的定相，即選擇同步電壓信號(hào)的相位，以保證觸發(fā)脈沖相位正確。觸發(fā)電路的定相由多方面的因素確定，主要包括相控電路的主電路結(jié)構(gòu)、觸發(fā)電路結(jié)構(gòu)等。觸發(fā)電路定相的關(guān)鍵是確定同步信號(hào)與晶閘管陽(yáng)極電壓的關(guān)系。主電路電壓與同步電壓的關(guān)系如圖7所示。對(duì)于晶閘管VT1，其陽(yáng)極與交流側(cè)電壓相接，可簡(jiǎn)單表示為VT1所接主電路電壓為+，VT1的觸發(fā)脈沖從 至的范圍為～。采用鋸齒波同步的觸發(fā)

27、電路時(shí)，同步信號(hào)負(fù)半周的起點(diǎn)對(duì)應(yīng)于鋸齒波的起點(diǎn)，通常使鋸齒波的上升段為，上升段起始的和終了的線性度不好，舍去不用，使用中間的。鋸齒波的中點(diǎn)與同步信號(hào)位置對(duì)應(yīng)。</p><p>　　三相橋整流器大量用于直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，且通常要求可實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)，使的觸發(fā)角為。當(dāng)時(shí)為整流工作，時(shí)為逆變工作。將確定為鋸齒波的中點(diǎn)，鋸齒波向前、向后各有的移相范圍。于是與同步電壓的對(duì)應(yīng)，也就是與同步電壓的對(duì)應(yīng)。</p>&

28、lt;p>　　對(duì)于其它五個(gè)晶閘管，也存在同樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即同步電壓應(yīng)滯后于主電路電壓。對(duì)于共陽(yáng)極組的VT4、VT6和VT2，它們的陰極分別與、和相連，可得簡(jiǎn)單表示它們</p><p>　　的主電路電壓分別為、和。以為分析了同步電壓與主電路電壓的關(guān)系，一旦確定了整流變壓器和同步變壓器的接法，即可</p><p>　　選定每一個(gè)晶閘管的同步電壓信號(hào)。圖8給出了變壓器接法的一種情況及相應(yīng)的

29、矢量圖，其中主電路整流變壓器為Dy11聯(lián)結(jié)，同步變壓器為Dy5y11聯(lián)結(jié)。這時(shí)，同步電壓選取的結(jié)果如表2所示。</p><p>　　表2 三相全控橋各晶閘管的同步電壓（采用圖8變壓器接法時(shí)）</p><p>　　為防止電網(wǎng)電壓波形畸變對(duì)觸發(fā)電路產(chǎn)生干擾，可對(duì)同步電壓進(jìn)行R-C濾波，當(dāng)R-C濾波滯后角為時(shí)，同步電壓選取結(jié)果如表3所示。</p><p>　　表3 三相橋

30、各晶閘管的同步電壓（有R-C濾波波滯后）</p><p>　　當(dāng)變流形式不同，或整流變壓器、同步變壓器接法不同時(shí)，可參照上述例子確定同步電壓信號(hào)。</p><p>　　2.電路參數(shù)及元件選取</p><p>　　2.1主電路元件選擇</p><p>　　該電路為大電感負(fù)載，電流波形可看作連續(xù)且平直的。Ud=150V時(shí)，不計(jì)控制角余量按=0&#

31、186;計(jì)算：</p><p><b>　　由U2得</b></p><p>　　U2= =64.1V 取80V</p><p><b>　　=（23）</b></p><p><b>　　=（23）**U2</b></p><p>　　=（23）*

32、*120V</p><p><b>　　=392588 V</b></p><p>　　取Ute為700V 當(dāng)Id=100A時(shí)，流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流有效值為：=</p><p><b>　　=50A=29A</b></p><p>　　晶閘管額定電流: = ==18.5A</p>&

33、lt;p>　　取Kf=1.73,考慮2倍裕量：取50A,當(dāng)Id=5A時(shí)</p><p>　　==5A=2.85A</p><p><b>　　== 1.8A</b></p><p>　　考慮2倍裕量：取5A</p><p>　　按要求表明應(yīng)取=0º來(lái)選擇晶閘管。即=5A</p><p&

34、gt;　　所以晶閘管型號(hào)為KP50—1</p><p>　　2.2整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算</p><p>　　在很多情況下晶閘管整流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)往往不能一致，同時(shí)又為了減少電網(wǎng)與整流裝置的相互干擾，使整流主電路與電網(wǎng)隔離，為此需要配置整流變壓器。整流變壓器根據(jù)主電路的型式、負(fù)載額定電壓和額定電流，算出整流變壓器二次相電壓U2、一次與二次額定電流以及容量。</p>

35、;<p>　　由于整流變壓器二次與一次電流都不是正弦波，因而存在著一定的諧波電流，引起漏抗增大，外特性變軟以及損耗增大，所以在設(shè)計(jì)或選用整流變壓器時(shí)，應(yīng)考慮這些因素。</p><p>　　2.2.1 二次相電壓U2</p><p>　　平時(shí)我們?cè)谟?jì)算U2是在理想條件下進(jìn)行的，但實(shí)際上許多影響是不可忽略的。如電網(wǎng)電壓波動(dòng)、管子本身的壓降及整流變壓器等效內(nèi)阻造成的壓降等。所以設(shè)

36、計(jì)時(shí)U2應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p><b>　　U2= </b></p><p>　　式中:——負(fù)載的額定電壓；</p><p>　　——整流元件的正向?qū)▔航?，一般?V；</p><p>　　——電流回路所經(jīng)過(guò)的整流元件（VT及VD）的個(gè)數(shù)（如橋式，半波電路）；</p><p>　　A—

37、—理想情況下=0º時(shí)U與U2的比值，查表可知；</p><p>　　——電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，一般取0.9；</p><p>　　——最少移相角，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中總希望U2值留有調(diào)節(jié)余量，對(duì)于可逆直流調(diào)速系統(tǒng)取30º~35º，不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)取10º~15º；</p><p>　　C——線路接線方式系數(shù)，查表三相橋式C

38、取0.5V； </p><p>　　Udl---變壓器阻抗電壓比，100KV以及取Udl=0.05，100KV以上取Udl=0.05~0.1；</p><p>　　I2/I2n——二次側(cè)允許的最大電流與額定電流之比。</p><p>　　對(duì)于一般三相橋式可控整流電路供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，U2計(jì)算也可以采用以下經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　不可

39、逆調(diào)速系統(tǒng)： U2=（0.530.58）Udn</p><p>　　可逆調(diào)速系統(tǒng)： U2=（0.580.64）Udn</p><p>　　式中U2——整流變壓器二次相電壓有效值；</p><p>　　Udn——直流電動(dòng)機(jī)額定電壓。</p><p>　　對(duì)于一般的中小容量整流調(diào)壓裝置，其U2值也可以用以下公式估算：</

40、p><p>　　U2=（1.151.2）</p><p>　　所以根據(jù)以知的參數(shù)及查表得：</p><p>　　U2==82.48V</p><p>　　2.2.2一次與二次額定電流及容量計(jì)算</p><p>　　如果不計(jì)變壓器的勵(lì)磁電流，根據(jù)變壓器磁動(dòng)勢(shì)平衡原理可得一次和二次電流關(guān)系式為：</p><

41、p><b>　　K= </b></p><p>　　式中N1,N2——變壓器一次和二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　K——變壓器的匝數(shù)比。 </p><p>　　由于整流變壓器流過(guò)的電流通常都是非正弦波，所以其電流、容量計(jì)算與線路型式有關(guān)。三相橋式可控整流電路計(jì)算如下：</p><p>　　大電感負(fù)載時(shí)變壓器

42、二次電流的有效值為</p><p>　　2==0.816 = 0.816*50A=40.5A</p><p>　　由一次側(cè)和二次側(cè)電壓得：</p><p><b>　　故=23.86A</b></p><p><b>　　變壓器二次側(cè)容量為</b></p><p>　　變壓

43、器的安全性能----主要有變壓器的阻燃性能和絕緣性能阻燃性能有所選原材料決定絕緣性能：e型變壓器的絕緣是由骨架的結(jié)構(gòu)決定的 c型變壓器的絕緣石油組間絕緣層的結(jié)構(gòu)決定的 e型變壓器：工字形骨架的絕緣一般</p><p>　　計(jì)算方法： VAB --結(jié)構(gòu)容量 p2 --輸出功率

44、 u1 --初級(jí)電壓 u2 --次級(jí)電壓</p><p>　　升壓式 VAB=p2（1-u1/u2）</p><p>　　將壓比 VAB=p2（1-u2/u1） </p><p>　　3.保護(hù)電路工作原理</p><p>

45、;<b>　　3.1過(guò)電流保護(hù)</b></p><p>　　電力電子電路運(yùn)行不正?；蛘甙l(fā)生故障時(shí)，可能會(huì)發(fā)生過(guò)電流。過(guò)電流分過(guò)載和短路兩種情況。圖9給出了各種過(guò)電流保護(hù)措施及其配置位置，其中快速熔斷器、直流快速斷路器和過(guò)電流繼電器是較為常用的措施。一般電力電子裝置均同時(shí)采用幾種過(guò)電流保護(hù)措施，以提高保護(hù)的可靠性和合理性。在選擇各種保護(hù)措施時(shí)應(yīng)注意相互協(xié)調(diào)。通常，電子電路作為第一保護(hù)措施，快速

46、熔斷器僅作為短路時(shí)的部分區(qū)段的保護(hù)，直流民快速斷路器整定在電子電路動(dòng)作之后實(shí)現(xiàn)保護(hù)，過(guò)電流繼電器整定在過(guò)載時(shí)動(dòng)作。 </p><p>　　采用快速熔斷器（簡(jiǎn)稱快熔）是電力電子裝置中最有效、應(yīng)用最廣的一種過(guò)電流保護(hù)措施。在選擇快熔時(shí)應(yīng)考慮：</p><p>　　電等級(jí)應(yīng)根據(jù)熔斷后快熔實(shí)際承受的電壓來(lái)確定。</p><p&g

47、t;　　電流容量應(yīng)按其在主電路中的接入方式和主電路連接形式確定?？烊垡话闩c電力半導(dǎo)體器件串聯(lián)連接，在小容量裝置中也可串接于閥側(cè)交流母線或直流母線中?？烊鄣闹祽?yīng)小于被保護(hù)器件的允許值。</p><p>　　為保證熔體在正常過(guò)載的情況下不熔化，應(yīng)考慮其時(shí)間-電流特性。</p><p>　　快熔對(duì)器件的保護(hù)方式可分為全保護(hù)和短路保護(hù)兩種。全保護(hù)是指不論過(guò)載還是短路均由快熔進(jìn)行保護(hù)，此方式只適用于

48、小功率裝置或器件使用裕度較大的場(chǎng)合。短路保護(hù)方式是指快熔只在短路電流較大的區(qū)域內(nèi)起保護(hù)作用，此方式下需與其他過(guò)電流保護(hù)措施相配合?？烊垭娏魅萘康木唧w選擇方法可參考有關(guān)的工程手冊(cè)。對(duì)一些重要的且易發(fā)生短路的晶閘管設(shè)備，或者工作頻率較高、很難用快速熔斷器保護(hù)的全控型器件，需要采用電子電路進(jìn)行過(guò)電流保護(hù)。</p><p><b>　　3.2過(guò)電壓保護(hù)</b></p><p>

49、;　　電力電子裝置可能的過(guò)電壓分為外因過(guò)電壓和內(nèi)因過(guò)電壓。外因過(guò)電壓主要來(lái)自雷擊和系統(tǒng)中的操作過(guò)程等，包括：</p><p>　　F—避雷器　D—變壓器靜電屏蔽層　C—靜電感應(yīng)過(guò)電壓抑制電容</p><p>　　RC1—閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用RC電路　RC2—閥側(cè)浪涌過(guò)電壓抑制用反向阻斷式RC電路</p><p>　　RV—壓敏電阻過(guò)電壓抑制器　RC3—閥器件換相過(guò)電

50、壓抑制用RC電路</p><p>　　RC4—直流側(cè)RC抑制電路　RCD—閥器件關(guān)斷過(guò)電壓抑制用RCD電路</p><p>　　操作過(guò)電壓：由分閘、合閘等開(kāi)關(guān)操作引起；</p><p>　　雷擊過(guò)電壓：由雷擊引起。</p><p>　　內(nèi)因過(guò)電壓主要來(lái)自電力電子裝置內(nèi)部器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程，包括：</p><p>　　1）換

51、相過(guò)電壓：晶閘管或與全控型器件反并聯(lián)的二極管在換相結(jié)束后不能立刻恢復(fù)阻斷，因而有較大的反向電流流過(guò)，當(dāng)恢復(fù)了阻斷能力時(shí)，該反向電流急劇減小，會(huì)由線路電感在器件兩端感應(yīng)出過(guò)電壓；</p><p>　　2）關(guān)斷過(guò)電壓：全控型器件關(guān)斷時(shí)，正向電流迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過(guò)電壓。</p><p>　　電力電子裝置可視具體情況只采用其中的幾種。其中RC3和RCD為抑制內(nèi)因過(guò)電壓的措施，

52、屬于緩沖電路范疇。外因過(guò)電壓抑制措施中，RC過(guò)電壓抑制電路最為常見(jiàn)，典型聯(lián)結(jié)方式見(jiàn)圖11。RC過(guò)電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)（供電網(wǎng)一側(cè)稱網(wǎng)側(cè)，電力電子電路一側(cè)稱閥側(cè)），或電力電子電路的直流側(cè)。大容量電力電子裝置可采用圖12所示的反向阻斷式RC電路。</p><p><b>　　4.應(yīng)用舉例</b></p><p>　　圖13是以三相全控橋的無(wú)環(huán)流接線為例闡明其

53、工作原理的。圖14繪出了對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)四象限運(yùn)行時(shí)兩組變流器（簡(jiǎn)稱正組橋、反組橋）的工作情況。</p><p>　　第一象限：正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行，正組橋工作在整流狀態(tài)，，（下標(biāo)中有表示整流）。</p><p>　　第二象限：正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)作發(fā)電運(yùn)行，反組橋工作在逆變狀態(tài)，（），（下標(biāo)中有表示逆變）。</p><p>　　第三象限：反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)作電動(dòng)運(yùn)行，反組橋工作在整

54、流狀態(tài)，，。</p><p>　　第四象限：反轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)發(fā)電運(yùn)行，正組橋工作逆變狀態(tài)，，， 直流可逆拖動(dòng)系統(tǒng)，除了能方便地實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)外，還能實(shí)現(xiàn)回饋制動(dòng)，把電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械能（包括慣性能、位勢(shì)能）變?yōu)殡娔芑厮偷诫娋W(wǎng)中去，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。圖14所示電動(dòng)機(jī)在第一象限正轉(zhuǎn)，電動(dòng)機(jī)從正組橋取得電能。如果需要反轉(zhuǎn)，先應(yīng)使電動(dòng)機(jī)迅速制動(dòng)，</p><p>　　就必須改變電樞電流的方

55、向，但對(duì)正組橋來(lái)說(shuō)，電流不能反射，需要到反組橋工作，并要求反組橋在逆變狀態(tài)下工作，保證與同極性相接，使得電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電流限制在容許范圍內(nèi)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二象限作正轉(zhuǎn)發(fā)電運(yùn)行，電磁轉(zhuǎn)矩變成制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)軸上的機(jī)械能經(jīng)反組橋逆變?yōu)榻涣麟娔芑仞侂娋W(wǎng)。改變反組橋的逆變角，就可改變電動(dòng)機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。為了保持電動(dòng)機(jī)在制動(dòng)過(guò)程中有足夠的轉(zhuǎn)矩，一般應(yīng)隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的下降，不斷地調(diào)節(jié)，使之由小變大直至，如繼續(xù)增大，即，反組橋?qū)⑥D(zhuǎn)入整流狀態(tài)下工作，電動(dòng)機(jī)

56、開(kāi)始反轉(zhuǎn)進(jìn)入第三象限的電動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　由以上分析可知，此電路可以運(yùn)行在汽車(chē)上。當(dāng)汽車(chē)在平路或上坡路段行駛時(shí)，調(diào)節(jié)整流電路的觸發(fā)角使，這時(shí)候整流電路工作在整流狀態(tài)，三相交流點(diǎn)存儲(chǔ)裝置向供電使工作在電動(dòng)狀態(tài)，電能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能帶動(dòng)汽車(chē)行駛。</p><p>　　當(dāng)汽車(chē)行駛在下坡路段時(shí)，調(diào)節(jié)角使，使輸出直流電壓平均值為負(fù)值，且，這時(shí)候整流電路工作在逆變狀態(tài)，位能裝換為電能，向三相交流

57、電存儲(chǔ)裝置輸送電流，三相交流電存儲(chǔ)裝置接受并存儲(chǔ)電能。這樣就能使汽車(chē)的電源維持較長(zhǎng)的供電時(shí)間，以達(dá)到節(jié)約電能的目的</p><p><b>　　5.總結(jié)體會(huì)</b></p><p>　　這次電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我們通過(guò)對(duì)知識(shí)的綜合利用，進(jìn)行必要的分析，比較，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了所學(xué)的理論知識(shí)，檢驗(yàn)了我們平時(shí)的學(xué)習(xí)效果。雖然此次課程設(shè)計(jì)與實(shí)際操作分析還有很大的差距，但是它

58、提高了我們綜合解決問(wèn)題的能力，為我們以后的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　通過(guò)電力電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)課本專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，平常都是理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，在此次課程設(shè)計(jì)中，真正做到了自己查閱資料、自己解決問(wèn)題，對(duì)觸發(fā)電路、保護(hù)電路等都有了更深刻的理解。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，當(dāng)然也遇到了很多的困難，能過(guò)討論和查閱資料，逐一解決了這些問(wèn)題。通過(guò)解決課程設(shè)計(jì)的這些難點(diǎn)，與其說(shuō)是增加了的知識(shí)，不如說(shuō)培養(yǎng)了我們一個(gè)積極的心

59、態(tài)。當(dāng)遇到困難時(shí)，端正態(tài)度，認(rèn)真地查資料，跟老師和同學(xué)討論，以一個(gè)最積極的充滿信心的態(tài)度，最終總會(huì)解決問(wèn)題。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我懂得了只有課堂知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的知識(shí)綜合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，提高自己獨(dú)立思考的能力，才會(huì)對(duì)自己的將來(lái)有幫助。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故，鞏固了所

60、學(xué)的知識(shí)。</p><p>　　我們的《電力電子技術(shù)》這本書(shū)雖然看起來(lái)很薄，但里面的包含的知識(shí)很多，同時(shí)有些地方講的較簡(jiǎn)略，在自己獨(dú)立學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)遇到很大的困難。因此這本書(shū)在一個(gè)學(xué)期內(nèi)講完，學(xué)時(shí)太少，感覺(jué)學(xué)的太急，沒(méi)有能力消化。建議此書(shū)用兩個(gè)學(xué)期學(xué)完，在平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中同時(shí)融入實(shí)際的訓(xùn)練，必將獲得更好的效果。</p><p><b>　　元器件清單</b></p&g

61、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]陳堅(jiān).電力電子學(xué)（第二版）[M].北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[2]王兆安，黃俊.電力電子技術(shù)（第四版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[3]丁元杰.中小型直流電機(jī)可控硅調(diào)速（第一版）［M］.上海：上海科學(xué)技術(shù)出

62、版社，1980</p><p>　　[4]馬建國(guó),孟憲元.電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)（第二版）[M].北京：清華大學(xué)出版社,2004</p><p>　　[5]李玉超，高沁翔.三相橋式全控整流實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)與研制[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006.7（9）：104-106</p><p>　　[6]姚宏，印波.數(shù)字式晶閘管雙環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代機(jī)械，2009.13

63、（1）：62-64</p><p>　　[7]陳潔，李亮玉.基于單片機(jī)三相全控橋整流電流觸發(fā)電路設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2005.17（4）：82-86</p><p>　　[8]蔡金萍.基于PWM直流調(diào)速控制器的研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)控制理論與控制工程，2008</p><p>　　[9]黃謀甫. 三相橋式全控整流電路供電的并勵(lì)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)[