2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  一:設(shè)計目的</b></p><p>  本課程設(shè)計是電氣工程及其自動化專業(yè)重要的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。本課程設(shè)計的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用《電力電子學(xué)》、《模擬電子技術(shù)》和《電機學(xué)》所學(xué)知識分析、解決工程或科研實際問題的能力。其目的是鞏固學(xué)生所學(xué)知識的同時,提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì),這對于工科學(xué)生貫徹工程思想起到十分重要的作用。</p><p> 

2、 二:設(shè)計的任務(wù)及要求</p><p>  卷紙機不可逆調(diào)速系統(tǒng)的可控直流電源設(shè)計 </p><p><b>  A 原始數(shù)據(jù):</b></p><p>  P=7.5kW,Ued=220V,Ied=40.8A,n=1480r/min,Ra=0.25Ω,LM=14mH,λ=1.5。</p><p>  B 設(shè)計

3、內(nèi)容及要求:</p><p>  a) 設(shè)計整流電路主電路。</p><p>  b) 設(shè)計變壓器參數(shù):U1,I1,U2,I2。</p><p>  要求考慮最小控制角αmin、電網(wǎng)電壓波動、晶閘管管壓降和變壓器漏抗等因素計算變壓器二次相電壓值,附主要計算步驟。</p><p>  c) 整流元件參數(shù)的計算及選擇:依據(jù)參數(shù)計算,正確選擇器件型

4、號,并附主要參數(shù)。</p><p>  d) 觸發(fā)電路設(shè)計及主要參數(shù)的計算,同步電壓的選擇。</p><p>  e) 設(shè)計保護電路:正確選擇電壓、過流保護電路,簡要說明選擇依據(jù),計算保護元件參數(shù)并選擇保護元件型號。</p><p>  三:具體的計算和選擇過程 </p><p>  〈一〉.主電路的選擇</p><p&g

5、t;  根據(jù)實驗要求的原始數(shù)據(jù),電機的功率,屬于較大功率的電機,同時此電機為直流電機,電流的脈動比較小的整流系統(tǒng),單相整流的最大值為,達(dá)不到電機的額定電壓,所以選擇三相橋式整流電路,通過三相橋式全控整流電路的得到的表達(dá)式為,較大,使,而,這樣的調(diào)節(jié)范圍太窄,而的調(diào)節(jié)范圍越寬,精度越高,應(yīng)加整流變壓器。</p><p>  設(shè)計主電路圖如圖所示</p><p>  <二>.整流變

6、壓器的設(shè)計及計算</p><p>  1) 變壓器二次側(cè)相電壓有效值的計算</p><p>  在不考慮最小控制角,電網(wǎng)電壓波動,晶閘管管壓降和變壓器漏感等因素的理想情況時,直流端輸出電壓為:</p><p><b>  ()</b></p><p><b>  所以</b></p>

7、<p>  2) 然而,考慮最小控制角αmin、電網(wǎng)電壓波動、晶閘管管壓降和變壓器漏抗等因素時,的表達(dá)式應(yīng)改為:</p><p>  ——系數(shù),==0.4274</p><p>  ——電網(wǎng)波動系數(shù),一般取=1.12</p><p>  ——與最小導(dǎo)通角有關(guān)的系數(shù)=為了在額定負(fù)載下仍</p><p>  然能進行電壓調(diào)節(jié),不能按控制

8、角=進行計算,一般規(guī)定不可逆=,此主電路中取。</p><p>  ——為考慮其他因素影響的安全系數(shù),取1.1—1.2,當(dāng)橋臂上串聯(lián)的元件數(shù)較多時,可取大數(shù)值,由于主電路的橋臂上串聯(lián)的元件較少,故取=1.1。</p><p>  ——整流器額定輸出電壓。相當(dāng)于額定電流是負(fù)載的電壓。</p><p>  ——晶閘管導(dǎo)通時的管壓降,一般取=1V。</p>

9、<p>  ——變壓器漏感而產(chǎn)生的壓降,其計算方法為:</p><p>  為整流器輸出端的電流,為變壓器的漏抗,一般按=0.3。</p><p>  三相橋式全控整流電路 ,根據(jù)以上分析與公式,將電機原始數(shù)據(jù)代人以上公式得:</p><p>  == 128.28V</p><p>  變壓器相電流有效值的計算。</p>

10、;<p><b>  不考慮過載倍數(shù)</b></p><p> ?、?變壓器二次側(cè)相電流有效值的計算</p><p>  因為整流器的負(fù)載輸出端串聯(lián)有電抗器,一次變壓器的二次側(cè)電流可視為大小不變的電流,因此其有效值為:</p><p><b>  因為</b></p><p><

11、;b>  故:</b></p><p><b>  考慮過載倍數(shù) 則</b></p><p><b>  ②變壓器的容量計算</b></p><p>  變壓器一次側(cè)電流有效值</p><p>  綜上所述:變壓器的主要參數(shù) 為</p><p>

12、;  <三> 晶閘管的選擇</p><p><b>  1)額定電流的確定</b></p><p><b>  ① 不考慮過載倍數(shù)</b></p><p>  本電路采用的是三相全控橋整流電路,所以晶閘管電流有效值與負(fù)載電流有效值關(guān)系為 </p><p>  求出晶閘管的額定電流為&l

13、t;/p><p>  考慮安全裕量,取額定值的倍,因此晶閘管的額定電流的計算公式為</p><p><b>  晶閘管的額定電流為</b></p><p><b> ?、?考慮過載倍數(shù)</b></p><p>  2) 額定電壓的計算</p><p>  根據(jù)三相全控整流電路的特

14、點晶閘管可能所承受的最大反向電壓為</p><p>  考慮一定的安全裕量 ,在380V整流電路中K取2.2</p><p>  所以晶閘管的額定電壓為</p><p>  <四> 觸發(fā)電路的設(shè)計 </p><p><b>  觸發(fā)電路的原理圖</b></p><p>  此電路用三個

15、集成塊和一個集成塊,即可形成六路雙脈沖,再由六個晶體管進行脈沖放大,即可構(gòu)成完整的三相全控橋式整流電路的集成觸發(fā)電路。</p><p><b>  觸發(fā)電路的定向</b></p><p>  變壓器采取Dy11 連接方式,來達(dá)到觸發(fā)電路的定相。</p><p>  <五>保護電路的設(shè)計及計算</p><p>

16、  電力電子器件以及主電路的保護大致分為兩種:過流保護和過壓保護。</p><p><b>  (1)過流保護</b></p><p> ?、龠^流保護電路的選擇</p><p>  電力電子電路運行不正?;虬l(fā)生故障時,可能發(fā)生過電流,其中采用快速熔斷器是一種常用的措施,其快速性與有效性都可以滿足對電子線路保護的要求。</p>&l

17、t;p>  快速熔斷器的保護方式可以分為全保護和短路保護。</p><p>  全保護是指不論過載還是短路均由快熔進行保護。此方式只適用于小功率裝置或器件裕量較大的場合。</p><p>  短路保護方式是指只在短路電流較大的區(qū)域起保護的作用。</p><p><b>  晶閘管過電流保護</b></p><p>

18、  為了安全可靠的保護電子線路,故此過流保護電路選擇全保護方式。</p><p> ?、谶^流保護電流參數(shù)的計算</p><p>  除了與普通熔斷器一樣要考慮熔斷器電壓必須大于線路工作電壓、熔斷器的電流等級應(yīng)大于或等于內(nèi)部焙體的額定電流外,還需特別注意熔體的額定電流是有效值,而晶閘管的額定電流是正弦半波的平均值,其有效值為,通常熔體的額定電流以下式選?。?lt;/p><p&

19、gt;<b>  1.57>></b></p><p>  為了保證可靠與方便起見,可取 </p><p>  所以保護電路中的快熔額定電流</p><p><b>  變壓器過電流保護</b></p><p>  保護電路的快熔額定電流</p><p><

20、;b>  過電壓保護</b></p><p>  1 交流側(cè)過電壓一般都是外因過電壓,在抑制外因過電壓的措施中,采用RC過電壓抑制電路是最常見的。通常在變壓器次級(元件側(cè))并聯(lián)RC電路,以吸收變壓器鐵心的磁場釋放的能量,并把它轉(zhuǎn)化為電容器的電場能而儲存起來。串聯(lián)電阻是為了在能量轉(zhuǎn)換過程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能產(chǎn)生的振蕩。當(dāng)整流器容量較大時,RC電路也可以接在變壓器的電源側(cè),其電路

21、圖如圖所示</p><p>  RC參數(shù)的計算公式為 </p><p><b>  電容C的耐壓</b></p><p><b>  電阻的計算公式</b></p><p><b>  電阻的功率</b></p><p>  式中 -變壓器每相平均計算容

22、量 (VA)</p><p>  -變壓器二次相電壓有效值 (V)</p><p>  -勵磁電流百分?jǐn)?shù) 一般去8</p><p>  -變壓器的短路比,當(dāng)變壓器容量為10~1000KVA時,。在這里取5</p><p>  ,-當(dāng)正常工作時電流電壓的有效值 (A,V)</p><p><b>  RC 參數(shù)

23、計算</b></p><p>  變壓器每相平均計算容量為</p><p><b>  電容器的計算 </b></p><p><b>  取</b></p><p><b>  電容的耐壓值 </b></p><p><b> 

24、 取500V</b></p><p>  故取參數(shù)為 的電容</p><p>  電阻值的計算 取</p><p>  正常工作時,RC支路始終有交流電流通過,過電壓總是短暫的,所以按長期發(fā)熱來確定電阻的功率。RC支路電流可計算的的</p><p><b>  電阻功率的計算</b></p&g

25、t;<p><b>  直流側(cè)的過電壓保護</b></p><p>  也可以采用阻容電路進行保護,其計算參數(shù)同交流側(cè)過電壓保護。</p><p>  晶閘管換相過電壓的保護</p><p>  由于晶閘管在實際應(yīng)用中一般只承受換相過電壓,沒有關(guān)斷過電壓問題,關(guān)斷時也沒有較大的,所以晶閘管的緩沖電路就是簡化為了晶閘管的換相過電壓保

26、護,即采用RC吸收電路即可。其電路如圖所示</p><p><b>  電容C的選擇為</b></p><p><b>  取電容 電阻一般取</b></p><p><b>  過壓保護</b></p><p><b>  1交流側(cè)過電壓保護</b>&l

27、t;/p><p><b> ?。保?lt;/b></p><p>  ①過壓保護電路的選擇</p><p>  壓敏電阻的最大特點是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時,流過它的電流極小,相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門,當(dāng)電壓超過UN時,流過它的電流激增,相當(dāng)于閥門打開。利用這一功能,可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓,保護電路免受過電壓的

28、損害。在其閥門打開后,相當(dāng)與負(fù)載短路,電流瞬間增大,由于過流電路的保護,在其電流增大的瞬間會使快熔熔斷從而使電流得到保護。其保護特點可以滿足主電路的要求,并且其結(jié)構(gòu)簡單時效性強。因此此過壓保護電路選用壓敏電阻保護電路。</p><p> ?、谶^壓保護電路的參數(shù)計算</p><p>  壓敏電阻的選用主要考慮額定電壓和通流容量。額定電壓的下限是線路工作電壓的峰值,考慮到電網(wǎng)電熨斗額波動以及多

29、次承受沖擊電流以后的數(shù)值肯會下降,因此的電壓的取值應(yīng)適當(dāng)加大,通常建議以30%的裕量計算,即</p><p>  式中——壓敏電阻兩端正常工作電壓的有效值,即最大連續(xù)電壓。</p><p>  壓敏電壓:128V=407V</p><p><b>  最大連續(xù)電壓:=</b></p><p>  流通容量的選擇原則是壓敏

30、電阻允許通過的最大電流應(yīng)大于泄放浪涌電壓時流過壓敏電阻的實際浪涌峰值電流。實際浪涌電流很難計算,一般情況在變壓器容量大、距外線路近且缺少避雷器的場合應(yīng)選用流通容量較大的壓敏電阻。</p><p>  通過以上分析,壓敏電阻的主要參數(shù)為:</p><p><b>  壓敏電壓:=</b></p><p><b>  最大連續(xù)電壓: &l

31、t;/b></p><p>  <六> 電抗器的選擇</p><p>  1 使輸出電流連續(xù)的臨界電感量</p><p>  式中,常數(shù)0.693與整流電路的形式和電源頻率有關(guān),對于三相橋式電流為0.693,(0.05—0.1)是所要求的最小臨界電流。</p><p>  根據(jù)以上的分析和公式推導(dǎo)可得出:</p>

32、<p>  2 限制輸出電流脈動的電感量 </p><p>  由 查表得 取 0.1</p><p><b>  3 變壓器的漏感量</b></p><p><b>  查表得</b></p><p>  所以串入電抗器的電感量</p><p><

33、;b>  —電動機的電樞電感</b></p><p><b>  則</b></p><p><b>  則 </b></p><p><b>  取其中較大的 則:</b></p><p><b>  四 :總結(jié)</b></p&g

34、t;<p>  通過幾天的查詢資料,思考計算,以及書寫課程設(shè)計,完成了電力電子課程設(shè)計報告,在這其中我覺得收獲的不僅是這份課程設(shè)計報告,在書寫的過程中,我遇到了許多理想情況下不會出現(xiàn)的問題,比如電網(wǎng)波動和最小導(dǎo)通角對整流電路輸出電壓的影響,平波電抗器的實際的計算,這些工程上的思想都是我們平時在書本的題目中很少見到的,了解這些工程上的思想有利于我們以后對于這門課程的應(yīng)用。同時,在書寫課程設(shè)計的過程中,以使我學(xué)會了怎么迅速的從

35、網(wǎng)上圖書館查找相關(guān)資料,怎么用word和其中的公示編譯器進行課程設(shè)計的書寫??傊?,在完成這份課程設(shè)計報告的同時,我學(xué)會了很多與電力電子這門課程相關(guān)的知識,也鍛煉了許多需要的能力。</p><p><b>  五 : 參考文獻</b></p><p>  [1] 王兆安,黃俊主編.電力電子技術(shù)(第4版).北京:機械工業(yè)出版社, 2004</p><p

36、>  [2] 黃俊,王兆安.電力電子變流技術(shù)(第3版).北京:機械工業(yè)出版社, 1994</p><p>  [3] 佟純厚.電力電子學(xué).南京:東南大學(xué)出版社,2000</p><p>  [4] 黃俊主編.半導(dǎo)體變流技術(shù)試驗與習(xí)題.北京:機械工業(yè)出版社,1989</p><p>  [5] 石玉,栗書賢,王文郁編.電力電子技術(shù)題解與電路設(shè)計指導(dǎo).北京:機

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