课程设计---大功率可控整流器设计

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1、 1 目录 1 设计任务及要求 2 1.1 初始条件 2 1.2 要求完成的主要任务 2 2 变流器主电路设计与原理说明 3 2.1 主电路图的设计 3 2.2 主电路原理 3 3 触发电路设计 7 3.1 触发电路选择 7 3.2 触发电路 9 3.3 触发电路的定相 . 12 4 保护电路的设计 . 14 4.1 过电流保护 . 14 4.2 过电压保护 . 16 5 参数的设定和计算 . 17 6 应用举例 . 19 6.1 作为蓄电池充电器 . 19 6.2 在温度控制上的应用 . 19 7 心得小结 . 20 参考文献 . 21 2 大功率可控整流器的设计 1 设计任务及要求 1.1

2、 初始条件 1220V 交流供电电源，整流变压器（六相绕组） ，晶闸管若干只； 2.各种电阻和电感，快速熔断器 FU，电容 C。 1.2 要求完成的主要任务 1变流器主电路设计，原理说明； 2. 触发电路设计，每个开关期间触发次序与相位分析； 3. 保护电路设计，过电流保护，过电压保护原理分析； 4. 参数设定和计算（包括触发角的选择，输出平均电流，输出平均电压，输出有功功率 计算，输出波形分析） ； 5.应用举例； 6心得小结。 3 2 变流器主电路设计与原理说明 2.1 主电路图的设计 在电解电镀等工业设计应用中，经常需要大功率的可调直流电源。如果采用三相桥式 电路，整流器件的数量很多，还

3、有两个管压降损耗，降低了效率。在这种情况下，可采用 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路，如图 1 所示。该电路课简称双反星形电路。 图 1 带平衡电抗器的双反星形可控整流电路 2.2 主电路原理 整流变压器二次侧为星型接法的两个绕组,a 与 a 、b 与 b 、c 与 c接在三相变压器 的三个铁芯柱上，且匝数相同但同名端位置相反，使 Ua 与 Ua 、Ub 与 Ub 、Uc 与 Uc的 电压大小相等、相位差 180 度。两个绕阻分别接成两组三相半波共阴极接法的整流电路， 通过平衡电抗器 Lp 并联起来。变压器二次侧两绕组的极性相反可消除铁芯的直流磁化。 平衡电抗器 Lp 是从中心抽头，左右两部

4、分绕在同一铁芯上，匝数相等，绕向相同，用来 保证两组三相半波整流电路能同时并联导通，每组承担一半负载。因此，与三相桥式电路 T abc L R n iPL P u d id VT 2 VT 6 VT 4 VT 1 VT 3 VT 5 c a b n 1 n 2 4 相比，在采用相同晶闸管的条件下，双反星形电路的输出电流可大一倍。 当两组三相半波的控制角 =0 时，两相整流电压、电流的波形如图 2 所示。 图 2 双反星形电路， =0 时两组整流电压、电流波形 在上图中，两组的相电压互差 180 ，因而相电流亦互差 180 。其幅值相等，都是 Id/2。 以 a 相而言，相电流 ia与 ia ，出现的时刻虽不同，但他们的平均值都是 I d/6。因为平均电流 相等而绕组的极性相反，所以直流安匝互相抵消。因此本电路的利用绕组的极性相反来消 除直流磁通势的。 在这种并联电路中，在两个星形的中点间接有带中间抽头的平衡电抗器，这事因为两 个直流电源并联运行时，只有当两个电源的电压平均值和瞬时值均相等时，才能是负载电 流平均分配。在双反星形电路中，虽然两