郑州航空工业管理学院
电力电子变流技术
课程设计论文
09 届自动化专业一班级
题目三相半波可控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统姓名宋顺阔学号 090611124
指导教师苏艳萍
二О一二年六月八日
设计题目：三相半波可控整流电路有环流可逆直流电力拖动系统
设计条件：
（1）电网：380V，50Hz
（2）直流电动机额定功率15Kw、额定电压220V、额定电流79.6A、额定转速3000r/min。
（3）变压器漏感：0.4mH
设计任务：
（1）电源变压器参数的计算。
（2）晶闸管的选型。
（3）平波电抗器的计算。
（4）控制角移相范围的计算。
（5）最小逆变角的计算。
（6）主电路图的设计
设计要求：
（1）根据设计条件计算晶闸管可能流过的最大有效电流，选择晶闸管的额定电流。
（2）分析晶闸管可能承受到的最大正向、反向电压，选择晶闸管的额定电压。
（3）计算电源变压器变比，容量。
（4）计算平波电抗器的电感值，保证电流连续。
（5）根据设计条件，计算幻想重叠角，最小逆变角，最小控制角。取得控制角移相范围。
（6）画出完整的主电路图。
提示：
（1）最大负载平均电流应当在电动机额定电流的1.5倍~2倍之间选择，自选。
（2）负载电流可近似认为是一条水平直线，即：负载电流就是平均电流。
（3）在计算平波电抗器、最小逆变角等参数时，需要用到变压器2次侧电压有效值，因此本题目的重点在于给出合适的电源变压器参数。
的选择：首先根据负载要求得到一个大致的数据，适当留出（4）关于U
2
裕量；依据该数据计算最小逆变角；依据最小逆变角给出最小控制
角；计算换相压降；依据最小控制角以及换相压降验证是否满足负
载要求，如果不满足，调整裕量，重新计算。总原则：考虑最小控
裕量制角限制以及换相压降影响后，在满足负载要求的前提下，U
2尽量小。
（5）平波电抗器的计算见第3章第5节。
注意：
（1）每一步都必须给出具体的计算过程和分析过程。
（2）可用波形图配合说明计算过程。
一．关于U2的计算。
1.根据题意知直流电动机的额定电流为220V，且有环流的存在，则
。三相半波可控整流电路电感性负载时在控制角为时可有以下波形求得：
又因为负载为直流电动机，故
关于的计算负载电流就是平均电流为79.6A。由于要考虑最大负载平均电流应当取电动机额定电流的。在本设计中取，即
=79.6*1.5=119.4A取为120A。已知L=0.4mH.又因为是三相半波可控整流电路，因此m=3。且W=100π。△=7.2V
所以220V
。
由上式一个大致的值，取V。
2. 最小逆变角的确定，由知为晶闸管的关断时间折合的电角度，约~，在这里取=；；是换相重叠角。求换相重叠角时，可根据下式求得：
=1=0.944
则=19.23°所以=4+10+19.23=33.23°
一般取，则=33.23°0.836
3. 反过来验证的值
1.17208.0V<220V 不符合题意，调整设定值重新计算。
4. 取232V 时，按上面的计算过程可得： 1.17224V>220V 符合题意，但考虑到总原则：考虑最小控制角限制以及换相压降影响后，在满足负载要求的前提下，U 2裕量尽量小。
5. 取231V 时，得 1.17=220.08V>220V =32.76°符合题意且满足题意
要求。
二. 控制角移相范围的计算。
因为三相半波的控制角范围是0 又 故控制角的移相范围是
三. 晶闸管选型。
晶闸管的承受的最大正向==326.7V 晶闸管的承受的最大反向==565.8V ，则=565.8V 1131.7 1697.5V 故选1600V 。 由于是三相半波电路，所以晶闸管的电流有效值0.5773d T d I I =
=; (1.52)
选取60A
故可用晶闸管的型号可选取为KP6016E 。
四. 电源变压器的参数计算
变压器的变比：n==
=1.65 变压器的容量：S==231×0.577×79.6=10609.6V A
五. 最小逆变角的计算
由上述计算知：32.76°。
六. 平波电抗器电感参数的计算 在三相半波的情况下根据公式：2min 1.46d U L I = 其中一般取电动机额定电
流的5%10%取5%则
=3.98A 所以2min 1.46d U L I ==1.46×=84.7mH
七. 完整的主电路图
八. 体会心得
参考文献：黄俊 王兆安 电力电子变流技术 第三版
