双闭环直流调速系统课程设计 湖南工学院.docx

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1、交直流调速系统课程设计说明书A双闭环直流调速系统院、部：电气与信息工程学院学生姓名：学 号：指导教师：专 业：班 级：完成时间：TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc4537交直流调速系统课程设计指导书 PAGEREF_Toc45375HYPERLINK l _Toc16687 一、课程设计大纲 PAGEREF _Toc166875HYPERLINK l _Toc23272 二、课程设计任务书PAGEREF _Toc232727HYPERLINKl_Toc30110摘要. PAGEREF _Toc3011011HYPERLINKl_Toc34001绪论. PAGEREF_

2、Toc340013HYPERLINK14l_Toc288212直流调速系统的方案确定PAGEREF_Toc28821HYPERLINKl_Toc252802.1系统技术数据及要求PAGEREF_Toc2528014HYPERLINK l _Toc100402.2 调速系统的方案选择PAGEREF_Toc1004014HYPERLINK l _Toc315712.2.1 主电路的选择 PAGEREF _Toc3157115HYPERLINK l _Toc8112.2.2 触发电路的选择PAGEREF _Toc81116HYPERLINK l _Toc258823 主电路设计与计算PAGEREF

3、_Toc2588216HYPERLINK l _Toc2823.1 主电路的设计PAGEREF _Toc282 16HYPERLINK l _Toc74543.2 整流变压器的设计PAGEREF _Toc7454HYPERLINK l _Toc63253.2.1变压器二次侧电压U2的计算PAGEREF Toc632517HYPERLINK l _Toc61343.2.2 一次、二次相电流I1、I2的计算.PAGEREF Toc613418HYPERLINK l _Toc249143.2.3变压器容量的计算PAGEREFToc2491418HYPERLINK l _Toc62253.3 晶闸管元

4、件的选择 PAGEREFToc622518HYPERLINK l _Toc165923.3.1 晶闸管的额定电压PAGEREFToc1659218HYPERLINK l _Toc27713.3.2晶闸管的额定电流PAGEREFToc277119HYPERLINK l _Toc77983.4主电路的保护设计与计算PAGEREFToc779820HYPERLINKl _Toc66483.4.1过电压保护PAGEREFToc664820HYPERLINKl _Toc86733.4.2过电流保护PAGEREFToc867328HYPERLINKl _Toc4633.4.3缺相与无励磁或弱磁保护PAGE

5、REFToc463 28HYPERLINKl _Toc15933.5平波电抗器的计算 PAGEREF _Toc159329HYPERLINK l _Toc109573.6励磁电路元件的选择PAGEREFToc1095731HYPERLINK l _Toc31474触发电路的设计PAGEREF _Toc314731HYPERLINK l _Toc30874.1触发电路的选择PAGEREFToc308731HYPERLINK l _Toc108114.2 同步变压器设计 PAGEREF _Toc1081133HYPERLINK l _Toc63304.3 控制电路的直流电源 PAGEREF _To

6、c633033HYPERLINK l _Toc199415 双闭环的动态设计和校验 PAGEREF _Toc1994134HYPERLINK l _Toc228815.1电流调节器的设计和校验 PAGEREF_Toc2288134HYPERLINK l _Toc284545.2转速调节器的设计和校验 PAGEREF_Toc2845436HYPERLINK l _Toc65546 系统 MATLAB 仿真 PAGEREF _Toc655438HYPERLINK l _Toc229556.1系统的建模与参数设置PAGEREF_Toc2295538HYPERLINK l _Toc48966.1.1

7、系统的建模 PAGEREF _Toc489638HYPERLINK l _Toc45986.1.2 模型参数设置 PAGEREF _Toc459839HYPERLINK l _Toc28806.2系统仿真结果的输出及结果分析 PAGEREF_Toc288040HYPERLINK l _Toc60677 设计心得 PAGEREF _Toc606742HYPERLINK l _Toc6067参考文献 PAGEREF _Toc606742交直流调速系统课程设计指导书一、课程设计大纲适用专业：电气自动化、电气工程及其自动化总学时：2周1. 课程设计的目的课程设计室本课程教学中极为重要的实践性教学环节，

8、它不但起着提高本课程 教学质量、水平和检验学生对课程内容掌握程度的作用，而且还将起到从理论过度 到实践的桥梁作用。因此，必须认真组织，周密布置，积极实施，以期达到下述教 学目的：（1）通过课程设计，使学生进一步巩固、深化和扩充在交直流调速及相关课程 设计方面的基本知识、基础理论和基本技能，达到培养学生独立思考、分析和解决 实际问题的能力。（2）通过课程设计，让学生独立完成一项直流或交流调速系统课题的基本设计 工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的。（3）通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达 到培养学生工程绘图和编写设计说明书能力的目的，为

9、学生今后从事相关方面的实 际工作打下良好基础。2. 课程设计的要求（1）根据设计课题的技术指标和给定条件，在教师指导下，能够独立而正确地 进行方案论证和设计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。（2）要求掌握交直流调速系统的设计内容、方法和步骤。（3）要求会查阅有关参考资料和手册等。（4）要求学会选择有关元件和参数。（5）要求学会绘制有关电气系统图和编制元件明细表。（6）要求学会编写设计说明书。3. 课程设计的程序和内容（1）学生分组、布置题目。首先将学生按学习成绩、工作能力和平时表现分成 若干小组，每小组按优、中、差合理搭配，然后下达课程设计任务书，原则上每小 组一个题目。（2）

10、熟悉题目、收集资料。设计开始，每个学生应按教师下达的具体题目，充 分了解技术要求，明确设计任务，收集相关资料，包括参考书、手册和图表等，为 设计工作做好准备。（3）总体设计。正确选定系统方案，认真画出系统总体结构框图。（4）主电路设计。按选定的系统方案，确定系统主电路形式，画出主电路及相 关保护、操作电路原理图，并完成主电路的元件计算和选择任务。（5）控制电路设计。按规定的技术要求，确定系统闭环结构和调节器形式，画 出系统控制电路原理图，选定检测元件和反馈系数，计算调节器参数并选择相关元 件。（6）校核整个系统设计，编制元件明细表。（7）绘制正规系统原理图，整理编写课程设计说明书。4. 课程设

11、计说明书的内容（1）题目及技术要求；（2）系统方案和总体结构；（3）系统工作原理简介；（4）具体设计说明：包括主电路和控制电路等；（5）设计评述；（6）元件明细表；（7）系统原理图：A1或A2图纸一张。5. 课程设计的成绩考核教师通过课程设计答辩、审阅课程设计说明书和学生平时课程设计的工作表现 评定每个学生的课程设计成绩，一般可分为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，也可米用百分制相应记分。二、课程设计任务书为了便于教师组织课程设计，下面给出一个交直流调速系统课程设计参考课题， 各校也可以根据实际情况自行选题。（一）设计题目和设计要求1. 题目名称：十机架连轧机分部传动直流调速系统的设计在冶金

12、工业中，轧制过程是金属压力加工的一个主要工艺过程，连轧是一种可 以提高劳动生产率和轧制质量的先进方法，连轧机则是冶金行业的大型设备。其主 要特点是被轧金属同时处于若干机架之中，并沿着同一方向进行轧制，最终形成一 定的断面形状。每个机架的上下轧辊共用一台电机实行集中拖动，不同机架采用不 同电机实行部分传动，各机架轧辊之间的速度实现协调控制。1 Z2-92 62 230 2912 Z2-91 48 230 2093 Z2-82 35 230 1524 Z2-81 26 230 1135 Z2-72 19 230 82.55 1450 0.7 11.76 16 Z2-71 14 230 61 1 4

13、50 0.8 9.8 1 7 Z2- 62 11 230 47.8 14507 Z2-62 11 230 47.81450 0.9 6.39 1 88 Z2-61 8.5 230 379 Z2-52 6 230 26.1架对应一套直流调速系统，2由此形成的120个部分，0各部分电动机参数如表：Z2- Z2-929624230309209454(kW2.U85V0()? (A2 Z-r/m跄3蹬(320952律极对数 Z2 521.32的0029183陀1 71Z6-6-t y 十| *,如 的表獭34机架0668连IS.SE138瞰12143 86251445稔.a的每个轧，6 Z2-71 1

14、4 230 61 1450 0.8 9.8 1 7 Z2-62 11 230 47.8 勒3003个50，1.新桐也动麒擞6嗑:26.1 1450 1.11 Z2-92 62 230 291 1450 0.2 “68.60 1 2 宠-91 48 230 20 1450 0.3 58.02 1 3 : 2 35 230 1521450 0.431.36 1 4Z2-81 26230 113 1450 0.5 27.44 1 5 Z2-72 1982.55 1450 0.7 11.761 6 Z2-7114 230 611450 0.8 9.8 1 7 Z2-62 11 230 47.80 0.

15、9 6.39 18 Z2-618.5 230 371450 1.05.49 1 9 Z2-52 6 230 26.1 1450 1.1 :1 10 Z2-514.2 23018.25 14501.2 3.431 本课题的十机架连轧机的每个 架对应一套直流调速系统，由此形成的10个部分，各部分电动机参数如表：电机型号 P (kW) U (V) I (A) n (r/min) R (Q ) P 极对数nnnna1 Z2-92 62 230 291 1450 0.2 68.60 1 2 Z2-91 48 230 209 1450 0.3 58.02 1 3 : 2 35 230 152 1450 0

16、.4 31.36 1 4 Z2-81 26 230 113 1450 0.5 27.44 1 5 Z2-72 19 82.55 1450 0.7 11.76 1 6 Z2-71 14 230 61 1450 0.8 9.8 1 7 Z2-62 11 230 47.8 0 0.9 6.39 1 8 Z2-61 8.5 230 37 1450 1.0 5.49 1 9 Z2-52 6 230 26.1 1450 1.1 :1 10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1 本课题的十机架连轧机的每个5831236 13 42-8 -0摆涝馥噌整9孵弑.姬吨部60264

17、啄野郛483卿的物4弑.05事耳瓣粕昭8 354股。65200默3054呼436昭444Z2珊2趣哩0581348嘟哦粤呼制呼哪稗眼4-9 ,|45531451(91(a70(107711-B663J2-7(0f|1|31(4|9011W1(280|08996076i2-6124-10|3084798 . .&汝1，、 IZ.40.0机：10个部分，各部分电动机参数如表： 翘爵|界12墉绷蜘23做翻 藤 0.费$89021314331 占机架对应一套直流调速系连轧机的每个机架对个部10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套

18、直流调速系统，由此形成的10个部分，各部分电动机参数如表：本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成的10个 部分，各部分电动机参数如表：本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成的10个部 分，各部分电动机参9 Z2-52 6 230 26.1 1450 1.1 3.92 1 10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1 数如表：本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成的10个2.技术数据部分厂5各部分电动机参数如表2 3.43 1本课题的十机架连轧机的每个机架(1) 电枢回路总应一套直流调速系统，0由此

19、形成的10犁部加2善30努昭珈45参数2阳3 1电阻取EMBED本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套课题的速系架连轧机成每个机架对口 + wq 女部分，流调速系动,参数形成的10个部分，各部分电动机参数如表： Equation.KSEE3 *64.23(2305.118.1255(1415(1 13.2)2.143 110 Z2-51 本.课题的 1i12W4SW2的浦h机架对应一彳 MERGEFORMAT；心理流调速系统连轧机的成的机架对应部套各部分电动机参数妣彩成的10个部飞轮力矩EMBED分，各部分电动机参数如表：本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直；Equation.KSEE3

20、* 诚速26.统,1450此形成92 10 命旭-51 4.#fe30电80参50如表 3.43 1 本课 MERGEFORMAT 。题的十机架连轧机的每个机架对应部套直流连轧系的，每个机成对应(一套直流调(2) 其他参数可系统分由此形成的如表个部分，各部分电动机参数如表：参阅教材中“双闭环2651 1403141 3.92 1相嬲51 土F23格薄魅0C妙摆茹坪一套直流课题的系统 调速系统调节器的工中机形成轧机个部机架对应部动直流调速系统，由此形成的10个部分，各 程设计举例”的有关部分电动机参数如课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由 数据。3个2分10 Z(3) 要求：调速

21、 范围 EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT 差率 EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT 态无静差，电流超调 量 EMBED Equation.KSEE3 MERGEFORMAT13.92 1的每个0 1.2 3.43 几架对应对应一部分电动机参数如表：题的的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，仙此形成的10 18.25 1450 1.2 3.43 1本课题的十机架连流调速系统，由此形成的10个部分，各部分电动部,静机参数如表：3.92 1 10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1本课题的十机架

22、连轧机*的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成的10个部分，各部分电动机参 ；稳数如表：1 10 Z2-51 4.2 230 18.25 1450 1.2 3.43 1本课题的十机架连轧机的每个机架对应一套直流调速系统，由此形成的10个部分，各部分电动机参数如 *表：电流脉动系数 EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT ;启动到额定转速时的转速退饱和超调量 EMBED Equation.KSEE3 * MERGEFORMAT 。（4）要求系统具有过流、过压、过载和缺相保护。（5）要求触发脉冲有故障封锁能力。（6）要求对拖动系统设计给定积分器。（二）设计的内容1.

23、 调速的方案选择（1）直流电动机的选择（根据上表按小组顺序选择电动机型号）。（2）电动机供电方案选择（要求通过方案比较后，采用品闸管三相全控桥变流 器供电方案）。（3）系统的结构选择（要求通过方案比较后，采用转速电流双闭环系统结构）。（4）确定直流调速系统的总体结构框图。2. 主电路的计算（可参考“电力电子技术”中有关主电路计算的章节）（1）整流变压器计算。二次侧电压计算；一、二次侧电流的计算；容量的计算。（2）品闸管元件的选择。品闸管的额定电压、电流计算。（3）品闸管保护环节的计算。交流侧过电压保护；阻容保护、压敏电阻保 护计算；直流侧过电压保护；品闸管及整流二极管两端的过电压保护；过电 流

24、保护；交流侧快速熔断器的选择；与元件串联的快速熔断的选择；直流侧快速熔断器 的选择。（4）平波电抗器计算3. 触发电路的选择与校验（可参考“电力电子技术”中有关触发电路的章节）触发电路的种类较多，可直接选用，触发电路中元件参数可参照有关电路进行 选用，一般不用重新计算。最后只需要根据主电路选用的品闸管对脉冲输出级进行 校验，只要输出脉冲功率满足要求即可。4. 控制电路设计计算主要包括：给定电源和给定环节的设计计算、转速检测环节和电流检测环节的 设计与计算、调速系统的静态参数计算（可参照本教材第一章有关内容）等。5. 双闭环直流调速系统的动态设计主要设计转速调节器和电流调节器，可参阅教材第二章中

25、“双闭环调速系统调 节器的工程设计举例”的有关内容。（三）系统的计算仿真对所设计的系统进行计算机仿真实验，即可用面向传递函数的MATLAB仿真方 法，也可用面向电气系统报告原理结构图的MATLAB仿真方法。（四）设计提交的成果材料（1）设计说明书一份，与任务书一并装订成册；（2）直流调速系统电气原理总图一份（用1号或2号图纸绘制）；（3）仿真模型和仿真结果清单。摘要本文实现了转速电流双闭环直流调速系统的设计，实验结果可以准确直观的观 察转速-电流双闭环调速系统的启动过程，可方便的设计各种不同的调节器参数及控 制策略并分析其多系统性能的影响，取得了很好的效果。但怎样处理好转速控制和 电流控制之间

26、的关系呢？经过反复研究和实践，终于发现，如果在系统中设置两个 调节器，分别调节转速和电流，两者之间实行串联连接，即以转速调节器的输出作 为电流调节器ACR的输入，再用电流调节器的输出作为品闸管触发装置的控制电压， 那么这两种调节作用就能互相配合，相辅相成了。本文利用MATLAB软件中的simulink组件对直流双闭环调速系统进行仿真，结 果表明，应用MATLAB进行系统仿真具有方便，高效及可靠性高等优点。关键词：双闭环直流调速系统，品闸管，直流电动机，MATLAB，仿真AbstractThis paper presents the speed-current double closed-loo

27、p DC speed control system design, experimental results can be accurate visual observation of speed - current double closed-loop speed control system startup process can be designed to facilitate the regulation of the various parameters and control strategies and to analyze their multi-system perform

28、ance and achieved good results. But how to handle the speed control and current control between the relationship? After repeated study and practice, and finally found that if in the system set up two regulators, respectively, regulate speed and current in series connection between the practice, that

29、 is, the output of speed regulator as the input current regulator ACR, and then current regulators output as the control voltage thyristor triggering device, then the regulatory role of these two will be able to complement one another by.In this paper, MATLAB software components of the simulink pair

30、s of closed-loop speed control system of the DC simulation results show that the application of MATLAB for system simulation is convenient, efficient and high reliability.Key words： Double-Loop DC Motor Control systems, thyristor, DC motors, MATLAB, simulation第1篇直流电动机调速系统的设计1绪论在现代工业中，为了实现各种生产工艺过程的要求

31、，需要采用各种各样的生产 机械，这些生产机械大多采用电动机拖动。随着工艺技术的不断发展，各种生产机 械根据其工艺特点，对生产机械和拖动的电动机也不断提出各种不同的要求，这些 不同的工艺要求，都是靠电动机及其控制系统和机机械传动装置实现的。可见各种 拖动系统都是通过控制转速来实现的，因此，调速控制技术是最基本的电力拖动控 制技术。由于直流调速控制系统具有良好的启制动、正反转及调速等性能，目前在调速 领域中仍占主要地位。按供电方式，它可分交流机组供电、水银整流供电和品闸管 供电三类。品闸管供电的直流调速控制系统具有良好的技术经济指标。因此，在国 内外已取代了其他两种供电方式。目前，我国的直流调速控

32、制主要在以下几个方面 进行着研究。 提高调速的单机容量。我国现有最大单机容量为7000kW，国外单机容量已 达 14500kW。 提高电力电子器件的生产水平，增加品种。20世纪50年代末出现的无自关 断能力的半控型普通品闸管是第一代电力电子器件。70年代以后，出现了能自关断的全控型器件，如电力品体管（GTR）、门极可关断品闸管（GTO）、绝缘栅双极型品 体管（IGBT）、电力场效应管（MOSFET）、静电感应晶体管（SIT）和静电感应品闸管 （SITH）等称之为第二代电力电子器件，使得变流器结构变得简单、紧凑。80年代 后，出现了电力集成电路（PIC），属于第三代电力电子器件，在PIC中，不仅

33、含有 主电路的器件，而且把驱动电路以及过压、过电流保护、电流检测甚至温度自动控 制等电路都集成在一起，形成一个整体。当今，电力电子器件正在向大功率化、高 频化、模块化、智能化发展。 提高控制单元水平。目前国内使用较多的仍是小规模集成运放和组件构成 的交直流调速控制系统，触发装置甚至仍是分立元件的，目前，国外的第四代产品 以微处理机为基础，具有控制、监视、保护、诊断及自复原等多种功能。2直流调速系统的方案确定2.1系统技术数据及要求技术数据：直流电机额定功率Pn=48KW；额定电压A EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT AAA=23V,额定电流 IN=209A,极对数

34、2P=2,转速 nn=1450r/min； 电枢电阻Ra=0.3。，励磁电压Ul=220V,励磁电流IL=1.6A。设计要求：系统调速范围D=10，静差率S忍5%；稳态无静差，电流超调量。iW 5%；启动到额定转速时的转速退饱和超调量10%。2.2调速系统的方案选择A因调速精度要求较高，故选用转速负反馈调速系统。并设有电流反馈，以提高电机的动 态快速性以及进行限流保护。调速系统的结构框图如图2-1所示。电流反馈A EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT AAAA EMBED Equation.DSMT4 A EMB转速EDtequdtioi调节器T4MBED转速m

35、-H-n瑚ERA page * MergEformat K14AormaTMBed EquMon.DSMT4 * MERG与电动机同轴安装一台测速发电机TG,从而引出与被调量转速成正比的负反馈 电压 EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT ，与给定电压 EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT 相比较后，得到转速偏差电压EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT，经转速调节器放大后，作为电流调节器的给定与电流反馈信号相减后得到电流偏差EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT ，经电流

36、调节器放大后，去控制触发器的导通角，从而改变输出电压，达到变压 调速的目的。2.2.1主电路的选择一般说来，对品闸管整流装置在整流器功率很小时（4KW以下），用单相整流电 路，功率较大时用三相整流电路。这样可以减小负载电流的脉动。由于所提供的电 动机为10KW。故主电路采用三相整流电路。在三相整流电路中，主要有三相零式整流电路、三相全控桥式整流电路和三相 半控桥式整流电路。三相零式电路突出的优点是电路简单，用的品闸管少，触发器 也少，对需要220V电压的用电设计直接用380V电网供电，而不需要另设整流变压 器。但缺点是要求品闸管耐压高，整流输出电压脉动大，需要平波电抗器容量大， 电源变压器二次

37、电流中有直流分量，增加了发热和损耗。因零线流过负载电流，在 零线截面小时压降大。而三相全控桥式整流电路，在输出电流和电压相同时，电源 相电压可较三相零式整流电路小一半。因此显著减轻了变压器和品闸管的耐压要求。 变压器二次绕组电流中没有直流分量，种用率高。输出整流电压脉动小，所以平波 电抗器容量就可以小一些。三相全控桥式整流电路的缺点是整流器件用得多，需要 六个触发电路，需要220V电压的设备也不能用380电网直接供电，而要用整流变压 器。三相半控桥式整流电路，虽然只用三只品闸管、三个触发电路，但整流输出电压脉动大，且不能用于需要有源逆变的场合。综合上述三种三相整流电路，及根据系统设计要求，主电

38、路选用三相全控桥式 整流电路。又由于电动机的额定电压为220V，为保证供电质量，应采用三相减压变 压器将电源电压降低；为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的 干扰，主变压器采用D/Y联结。2.2.2触发电路的选择目前触发电路主要有阻容移相触发电路、单结品体触发电路、正弦波同步触发 电路、锯齿波同步触发电路，以及集成触发电路等。对常见的几种触电发电路进行 综合考虑，集成触发电路具有明显的优点，因而选用集成触发电路。触发集成芯片 采用目前比较常用的KC系列。3主电路设计与计算3.1主电路的设计由于电机的容量较大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控桥式整流电路供 电。如图3-1所示。A

39、A PAGE * MERGEFORMAT A16A在图3-1中，SB1为停止按扭，SB2为启动按扭。主电路的工作过程为：先合 上开关QS1，接通三相电源，经整流变压器变压后，一路经整流二极管VD1VD6组 成的三相不可控桥式整流电路转换成直流电，作为直流电机的励磁电源。当励磁电 流达到最小允许值后，过电流继电器吸合，此时按下启动按扭SB2,接触器KM得电 吸合，其主触头闭合，从整流变压器输出的三相电压经热继电器后加到由品闸管 VT1VT6组成的三相全控整流电路上，在触发电路的控制下得到可调的电压，从而 调节电机的转速。3.2整流变压器的设计3.2.1变压器二次侧电压U的计算2U2是一个重要的参

40、数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造 成延迟角a加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般 可按下式计算，即：EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT（3-1）式中：A理想情况下，a =0时整流电压U与二次电压U之比，即A=U / ； d02d0 U2B一延迟角为a时输出电压U与U之比，即B=U /U ； d d0d d0 一电网波动系数，通常取 =0.9；11.2考虑各种因数的安全系数；对于三相全控整流电路A=2.34；取 =0.9； a角考虑10裕量，则 B=cosa =0.985，由式（3-1）可得EMBED Equation.3

41、* MERGEFORMAT，取入 EMBED Equate * MERGEFORMATA*电压比 K=U1/U2=380/120=3.17O3.2.2 一次、二次相电流11、I2的计算整流变压器一次、一次相电流与负载电流EMBED Equation.DSMT4 *MERGEFORMAT之比分别为:(3-2)(3-3)K =I /IkI2=i；/i：考虑变压器的励磁电流时，EMBED Equation.DSMT4 * MERGEFORMAT应 乘以1.05左右的系数，即：EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT(3-4)对于三相全控整流电路Ki1=0.816, K/0.816

42、，由式(3-3)、(3-4)可得:EMBED Equation.3 * MERGEFORMATEMBED Equation.3 * MERGEFORMAT3.2.3变压器容量的计算S1=m1U1I；(3-5)S2=m2U2I2；(3-6)S=0.5(S1+S2) ；(3-7)式中mm2 -一次侧与二次侧绕组的相数；对于三相全控挤式整流电路m1=3, m2=3，则有：S1=m1U1I1=3 X 380 X 56.49=64.398 kVAS2=m2U2I2=3 X 120 X 170.54=61.394 kVAS=0.5(S1+S2)= 0.5X(64.398+61.394) =62.896 k

43、VA取 S=62.9kVA3.3晶闸管元件的选择3.3.1晶闸管的额定电压品闸管实际承受的最大峰值电压EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT ， 并考虑（23）倍的安全裕量，参照标准品闸管电压等级，即可确定品闸管的额定电压 EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT ，即 EMBED Equation.3 *MERGEFORMAT = (23)EMBED Equation.3 * MERGEFORMATEMBEDEMBEDEMBED在三相全控桥式整流电路，每个品闸管所承受的最大峰值电压为(3-8)Equation.3 * MERGEFORMAT ，则EM

44、BED Equation.3 * MERGEFORMAT这里取 EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT3.3.2晶闸管的额定电流选择品闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值Equation.3 * MERGEFORMAT大于实际流过管子电流最大有效值Equation.3 * MERGEFORMAT ，即：EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT =1.57 EMBED Equation.3 *MERGEFORMAT EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT 或 EMBED=Equation3 * MERGEFORMA

45、T EMBED Equation.3 * MERGEFORMATEMBED Equation3 * MERGEFORMAT EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT=K EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT(3-9)EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT = (1.52) K EMBED(3-10)考虑到(1.52 )倍的裕量Equation.3 * MERGEFORMAT式中 K= EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT / (157 EMBED Equation.3* MERGEFORMAT )电流计算系数。对于三相全控整流电路K=0.368,考虑1.52倍的裕量EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT取 EMBED Equation.3 * MERGEFORMAT。故选品闸管的型号为 KP160 晶闸管元件。3.4主电路的保护设计与计算在实际的运行过程中，会受各种各样因素的引响，使电压或电流超出系统允许 的范围，如电网电压波动导致的过电压，过载或堵转引起的过电流等等，这