武汉理工大学华夏学院《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》课程设计
保护3种。
一、交流侧过电压保护
交流侧过电压一般都是外因过电压，在抑制外因过电压的措施中，采用RC过电压抑制电路是最为常见的。通常是在变压器次级(元件侧)并联RC电路，以吸收变压器铁心的磁场释放的能量，并把它转化为电容器的电场能而储存起来。串联电阻是为了在能量转换过程中可以消耗一部分能量并且抑制LC回路可能产生的振荡。当整流器容量较大时，RC电路也可以接在变压器的电源侧。
图4 阻容过电压保护电路
RC参数计算
变压器每相平均计算容量为
1STM??20?103?6.67?103(VA)
3(1) 电容器的计算
STM6.67?103?19.85(?F) 取Ca=20?F。 由Ca?6i0%2(?F)得： Ca?6?8?2U2127电容器Ca的耐压值为
根据UCa?1.52U2(V)得： UCa?1.5?2?220?446.7(V)
取500V。故选择参数为20?F，500V的电容。
(2) 电阻值计算
U2由Ra?2.32STM1272uk%(?)得： Ra?2.3?10?103i0%5?2.93(?) 8考虑到所取电容Ca已大于计算值，故电阻Ra可适当取小些。取Ra=2?。
正常工作时，RC支路始终有交流电流过，过电压总是短暂的，所以可按长期发热来确定电阻的功率。RC支路电流Ic可由式(2.13)确定，即
由IC?2?fCaUCa?10(A)得： Ic?2??50?20?3?127?10?6?1.38(A)
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电阻Ra的功率为
2由PRa?(3~4)ICR(W)得： PRa?(3~4)?1.382?2?(11~15)(W)
故选用2?，50W的电阻。
式中 STM―变压器每相平均计算容量(VA)。 U2―变压器二次相电压有效值(V)。 i0%―励磁电流百分数
当STM?几百伏安时i0%=10，当STM?1000伏安时i0%=3~5。
uk%―变压器的短路比，当变压器容量为10~1000KVA时，uk%=5~10。 IC，UCa―当Ra正常工作时电流电压的有效值(A,V)。
三、晶闸管换相过电压的保护
由于晶闸管在实际应用中一般只承受换相过电压，没有关断过电压问题，关断时也没有较大的
dudt，所以晶闸管的缓冲电路就简化为了晶闸管的换相过电压保护，即采用RC吸收电路即可。其
电路图如图5所示。
图5 晶闸管换相过电压保护电路图
电容C的选择为
C?(2~4)ITAV?10?3?(2~4)?50?10?3?(0.1~0.2)(?F)
取C=0.2?F，电阻一般取40?。
3.2 晶闸管过电流保护电路设计
变流装置发生过电流的原因归纳起来有如下几个方面： (1) 外部短路：如直流输出端发生短路。
(2) 部短路：如整流桥主臂中某一元件被击穿而发生的短路。 (3) 可逆系统中产生换流失败和环流过大。 (4) 生产机械发生过载或堵转等。
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晶闸管元件承受过电流的能力也很低，若过电流数值较大而切断电路的时间又稍长，则晶闸管元件因热容量小就会产生热击穿而损坏。晶闸管变流装置可能采用的过流保护措施有：①交流断路器；②进线电抗器；③灵敏过电流继电器；④断路器；⑤电流反馈控制电路；⑥直流快速开关；⑦快速熔断器。
本设计采用的晶闸管过电流保护措施是快速熔断器保护方法，其参数的选择为： ①因工作时电压为380V，取URN?500V。 ②流过快速熔断器的电流的有效值IR为
IR?11Id??55?31.75(A) 33快速熔断器的额定电流为
IRN?kikaIR?1.5?1.2?31.75?57.15(A)
选取IRN?80A。
设计总结与体会
刚拿道题目时，觉得还比较简单，想想无非是课本上的知识，算一算就好了，可真正开始进行设计时便遇见了困难。课本上的知识都是在理想情况下求出的，且由于教材将的电力电子技术的侧重点不同，一些参数并未给出明确的算法，经过很长时间的翻阅资料也为能找出明确的方案，感觉有些沮丧，回来经过询问老师，知道了一些参数的计算只有在版本比较旧的教材上才有，我就继续按照这个线索查找资料。后来找到了资料，真有种豁然开朗的感觉。最后根据自己新找到的资料再结合老师平时教授的知识，最后再回归到教材上进行总结。看似一个很简单的设计，如果自己没有亲自动手做，便永远不知道它是不是真的很简单。在做课程设计期间，我几乎天天跑图书馆，基本所有关于电力电子方面的教材我都翻阅了一下，最后确定了设计方案。
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通过这次课程设计，我充分锻炼了自己的能力，包括查阅资料的能力，设计能力，与同学相互探讨的能力。也从课程设计中体会到了书本的知识真的很局限，它只是老师将我们带进去的一门工具，真要达到了学以致用必须要不断的充实自己，学习各方面的知识，不要局限在一本书上，从而真正达到理论联系实际的目的。
参考文献
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[7]阮毅，伯时．电力拖动自动控制系统——运动控制系统．机械工业，2009年8月 [8]叶斌.电力电子应用技术[M].：清华大学出版，2006
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运动控制课程设计-郑兵-自动化1081
