课程设计名称： 电力电子技术。
题目： 专业：自动化
班级：自动化12-2班。
姓名：王军。
学号：1205010219
辽宁工程技术大学。
课程设计成绩评定表。
第一章主要技术数据和可控整流电路的选择。
1.1 主要技术数据。
输入交流电源：三相380v10% 、f=50hz 、直流输出电流连续的最小值为5a。
电动机额定参数：额定功率pn =10kw、磁极对数p=2、额定转速nn=1000r/min,额定电压umn=220v、额定电流imn=54.8a、过载倍数1.5。
1.2 可控整流电路的选择。
晶闸管可控整流电路型式较多，各种整流电路的技术性能和经济性能个不相同。单相可控整流电路电压脉动大、脉动频率低、影响电网三相平衡运行。
三相半波可控整流电路虽然对影响电网三相平衡运行没有影响，但其脉动仍然较大。此外，整流变压器有直流分量磁势，利用率低。当整流电压相同时，晶闸管元件的反峰压比三相桥式整流电路高，晶闸管**高三相半波可控整流电路晶闸管数量比三相桥式可控整流电路少，投资比三相桥式可控整流电路少。
三相桥式可控整流电路它的脉动系数比三相半波可控整流电路少一半。整流变压器没有直流分量磁势，变压器利用率高，晶闸管反峰压低。这种可控整流电路晶闸管数量是三相半波可控整流电路的两倍。
总投资比三相半波可控整流电路多。
从上面几种可控整流电路比较中可以看到：三相桥式可控整流电路从技术性能和经济性能两项指标综合考虑比其它可控整流电路优越，故本设计确定选择三相桥式可控整流电路。如图（1－1）所示。
图1－1三相桥式可控整流电路。
第二章可控整流电路的波形图。
图1－2三相桥式全控整流电路带电阻负载α=0时的波形。
第三章整流电路参数计算和元件选择。
3.1 整流变压器的计算。
整流变压器的作用是给晶闸管整流电路提供所需电源电压，同时将整流电路与交流电源隔离，增强安全性并减小整流电路对请其他用电设备的干扰。
1) 整流变压器的接线。
变压器采用d,yn11接线一次侧采用d接线的目的是个电流中三的整数倍高次谐波提供通路，以保证磁通和电压为正弦波，避免在变压器每相绕组中产生尖顶波电势。这个电势有时将超过正常值的50％，对变压器绝缘不利。此外电网波形畸变，对并接在电网的其他负载亦有很大影响。
例如：对通讯检测信号的干扰，增加电器铁芯损耗，使保护装置误动作以及电子计算机无法工作。
2) 整流变压器二次电压u2的计算。
采用三相桥式整流电路整流变压器二次侧相电压可用下式估算：
u2φ=（0.90～1.0）umn3－1）
式中：u2φ－整流变压器二次侧相电压。
umn －直流电动机额定电压；
u2φ=（0.90～1.0）220/
114.5～127.2）v
取u2φ=120v
整流变压器。
一、二次电压比为：
k= u1φ/u2φ
式中：k－整流变压器变比。
u1φ－整流变压器一次侧相电压；
u2φ－整流变压器二次侧相电压；
3). 整流变压器。
一、二次电流i1、i2的计算。
i2 =idn3－2）
0.816 idn= 0.816×54.8=44.7a
式中：idn－整流器额定直流值。
i1= i2/ k=44.7/3.17=14.1a
(4) 整流变压器的容量的计算。
st =（s1+s2）/2= kstkuv u2φidn3－3）
16.16 kva
取st =17 kva
式中：st－整流变压器视在功率；
s1－整流变压器一次侧视在功率；
s2－整流变压器二次侧视在功率；
kst－视在功率计算因素；
kuv－整流变压器计算因素；
u2φ－整流变压器二次侧相电压；
idn－整流器额定直流值；
（5）整流变压器的数据。
相数：三相；
接线：d,yn11；
容量：17kva；
一次侧相电压：380v；
二次侧相电压：120v；
一次侧相电流：14.1a；
二次侧相电流：44.7a；
3.2 晶闸管元件的选择。
1). 额定电压的计算。
utn =（2～3） u23－4）
（588～882）v
取utn =800v
2). 额定电流的计算。
it(**)≥（1.5～2）kitidmax3－5）
式中：kit－晶闸管电流计算因素，采用三相桥式整流电路kit=0.367
idmax－最大整流电流（a）idmax=电动机最大工作电流，取idmax =1.5in
it(**)≥（1.5～2）kitidmax=（1.5～2）kit×1.5in
(45.2～60.3)a
取 it(ay) =50a
选晶闸管的型号规格为kp50-8
3.3 平波电抗器的计算。
1). 电动机电枢电感lma（mh）的计算。
lma=km umn103/2pnnimn3－6）
式中：umn －直流电动机额定电压（v）；
imn －直流电动机额定电流（a）；
nn－电动机额定转速（r/min）；
p－电动机磁极对数；
km－计算系数，一般无补偿电动机km=8～12,快速无补偿电动机km=6～8，有补偿电动机km=5～6；
lma= km umn103/2pnnimn
= 8.029 （mh）
2）变压器漏感lt（mh）的计算。
lt=ktudl u2φ/ idn3－7）
式中：kt－整流变压器漏感计算系数，三相全控kt=3.9；
udl－整流变压器短路电压标么值，取udl=0.05；
u2φ－整流变压器二次侧相电压（a）；
idn－整流器额定直流值（a）；
lt=ktudl u2φ/ idn
=0.427（mh）
3）平波电抗器电感的计算。
1）保持电流连续所需的电感值llx（mh）
llx=l1－（2 lt＋lma）=k1 u2φ/ idmin－（2 lt＋lma） (3－8)
式中：l1－电流连续时的临界电感l1=k1 u2φ/ idmin；
lt－整流变压器漏感；
lma－电动机电枢电感；
u2φ－整流变压器二次侧相电压；
idmin－电流连续的最小值；
k1－临界电感计算系数，三相全控桥k1=0.693；
llx=k1 u2φ/ idmin－（2 lt＋lma）
=7.749（mh）
2）限制电流脉动系数所需的电感值lmd（mh）
lmd= l2－（2 lt＋lma）
(udm/ u2φ)·103/2πfd·u2φ/si idn（2 lt＋lma） （3－9）
式中：l2－满足一定脉动要求的电感值；
udm－整流输出电压最低频率的交流电压分量幅值，在三相全控桥整流电路中udm/ u2φ=0.46；
fd－输出最低频率分量的频率值，三相全控桥fd=300；
si－给定的允许电流脉动系数，三相整流电路中si为5％～10％；
lmd=(udm/ u2φ)·103/2πfd·u2φ/si idn
1.78（mh）
所以，选取平波电抗器的电感量为8 mh时，电流连续和脉动要求能同时满足。
第四章保护电路的设计。
4.1 整流电路的过电压保护。
1）引起过压的原因。
1）操作过电压：由拉闸、合闸、快速直流开关的切断等经常性操作中的电磁过程引起的过压。
2）浪涌过压：由雷击等偶然原因引起，从电网进入变换器的过压。
3）电力电子器件关断过电压：电力电子器件关断时产生的过压。
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