650kw大功率可控整流电路-电力电子技术课程设计

650kw大功率可控整流电路-电力电子技术课程设计内容摘要：

管，阳极所接交流电压值最大的一个导通。 而共阳极组则是阴极所接交流电压最小的一个导通。 此时电路电压工作波形如图 所示。 图 电压波形 本科生课程设计（论文） 6 串联 12 脉波全控整流电路 分析 ： 由于串联多重化整流电路相当于俩三相桥式全控整流电路串联，两桥间相位差为 30 ，所以将两相位差为 30 的三相桥式全控电路电压波形叠加即可得到串联 12 脉波全控整流电路电压波形（如图 所示），其中粗红线为 dU 实心点为 a，b， c 自然换相点，空心点为 39。 a ， 39。 b ， 39。 c 的自然换相点。 图 串联 12 脉波全控制整流电路电压波形 1．整流输出电压的平均值可按下式计算 由于根据实际的工作情况，最小控制角取 20 ~30左右，且当 阻感负载 时 α角的移相范围为 0 90 。 故 当 α=30 时， dU 取 得最大值 660V，即 ：  2UU d  （ 2— 2） 从而得出 2U 的最 值；当 α= 90 时， dU 取得最小值 0V，即 0dU。 : 由于 M 为 1 台额 定电压 660V、功率 650kW 的直流电动机，其相当于 600V的反电动势，即 Em=600V，所以 Rd=，即直流电动机的励磁绕组为。 ： dd v T II 31 （ 2— 4） dvT II31 （ 2— 5）  2 3 22332 6 s in 4 . 6 8 c o s ( 2 1 )dU U td t U         ( 2 3 )dmd dUEI R 本科生课程设计（论文） 7 2I 和 晶闸管承受的最大反相电压 maxU 分别 为： 控制电路设计 对于多重串联可控整流电路来说，必须配有控制电路，来控 制晶闸管的通断，在晶闸管阳极承受正向电 压 ，还必须在晶闸管门极与阴极之间加触发电压，使晶闸管可靠导通。 晶闸管触发电路应满足下列要求： （ 1）触发脉冲的宽度应保证晶闸管可靠导通； （ 2）触发脉冲要有足够的幅度，对户外寒冷场合，脉冲电流的幅度应增大为器件最大触发电流的 3 到 5 倍 ； （ 3） 所提供的触发脉冲应不超过晶闸管门极的电压、电流和功率定额，且在门极伏安特性的可靠触发区域之内； （ 4）应具有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。 TC787 是采用独有的先进 IC 工艺技术，并参照国外最新集成移相触发集成电路而设计的单片集成电路。 具有功耗小、 功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽，外接元件少等优点。 其采用 18 引脚封装，如图 所示： 图 TC787 管脚图 （ 1） 电路原理： 相同步电压经过 T 型网络进入电路，同步电压的零点设计为 1/2 电源 电压（电路输入端同步电压峰峰值不宜大于电源电压），通过 零检测和极性判别电路检测出2 2 ( 2 6 )3 dIIm a x 26 ( 2 7 )UU  本科生课程设计（论文） 8 零点和极性后，在 Ca、 Cb、 Cc 三个电容上积分形成锯齿波。 由于采用集中式恒流源，相对误差极小，锯齿波有良好的线性。 电容的选取应相对误差小，产生锯齿波幅度大且不平顶为宜。 锯齿波在比较器中与移相电压比较取 得交相点，移相电压由 4 脚通过电位器或外电路调节而取得。 抗干扰电路具有锁定功能，在交相点以后锯齿波或移相电压的波动将不能影响输出，保证交相唯一并且稳定。 脉冲形成电路是由脉冲发生器给出调制脉冲（ TC787），调制脉冲宽度可通过改变Cx 电容的值来确定，需要宽则增大 Cx，窄则减小 Cx, 1000P 电容约产生 100μS的脉冲宽度。 被调制脉冲的频率 8/调制脉冲宽度。 脉冲分配及驱动电路是由 6 脚控制脉冲分配的输出方式， 6 脚接低电平 VL，输出为半控方式， 1 1 7 分别输出 A、 C、 B、 A、 C、 B 的 单触发脉冲， 6 脚接高电平 VH，输出为全控方式，分别输出 A、 C； C、 B； B、 A；A、 C； C、 B； B、 A 的双触发脉冲，用户可以选择。 5 脚为保护端，当系统出现过流过压时，将 5 脚置高电平 VH，输出脉冲即被禁止。 5 脚还可以用作过零触发系统的控制端，输出端可驱动功率管，经脉冲变压器触发可控硅；也可直接驱动光电耦合器，经隔离触发可控硅或驱动三级管。 （ 2） 电路组成： 相同的部分：同步过零和极性检测、 锯齿波形成、锯齿波比较，经过抗干扰锁定、脉冲形成等电路形成三相触发调制脉冲或方波，由脉冲分配电路实现全控、半控的工作方式，再由驱动电路完成输出驱动。 （ 3） 工作原理 如 图 所示 ： 图 TC787 工作原理图 本科生课程设计（论文） 9 （ 4） 特点： 单电源工作，电源电压 8V～ 15V。 相触发脉冲调相角可在 0～ 180176。 之间连续同步改变。 识别零点可靠，可方便地用作过零开关。 器 件内部设计有交相锁定电路，抗干扰能力强 可用于三相全控触发（ 6 脚接 VDD），也可用于三相半控触发（ 6 脚接地 ）。 电路备有输出保护禁止端，可在过流过压时保护系统安全。 TC787 输出为调制脉冲列，适用于触发可控硅及感性负载。 要通过改变电容 Cx 而选择。 保护电路设计 相对于电机和继电器，接触器等控制器而言，电力电子器件承受过电流和过电压的能力要弱得多，极短时间的过电流和过电压就会把器件永久性的损坏。 但又不能完全根据装置运行时可能出现的暂时过电流和过电压的数值来确定器件参数，必须充分发挥器件应有的过载能力。 因此电力电子电路中过电压和过电流的保护装置是必不可少的，有时还要采取多重的保护措施。 1．过电压保护 过电压保护按 保护的 部分划分为 变压器 保护和整流晶闸管器件保护。 凡是元件在运行过程中，在整流晶闸管两端的电压超过其正常工作时的最大峰值电压的任何电压都是过电压。 常见的过电压有两种：操作过电压和浪涌过电压。 操作过电压通常由整流装置的拉闸、合闸等电磁剩引起的。 浪涌过电压主要是由于雷击等原因由供电电网侵入整流装置的偶尔性的过电压。 进行过电压保护的原则是采取有效保护措施，使经常发。