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1、本科毕业设计（自然科学）题目：10KA桥式整流电路饱和电抗器院（系、部）：机电工程学院学生姓名：指导教师：职称资料目录1. 学术声明 11 页2. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计） 118页3. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）任务书 13页4. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）开题报告 13页5. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）中期检查表11页6. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）答辩记录表 页7. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）成绩评定汇总表. 页8. 河北科技师范学院本科毕业论文（设计）工作总结 11页9. 其他反映研究成果的资料（如公开发表的论文复印件、效益
2、证明等） 页河北科技师范学院本科毕业设计10kA桥式整流电路饱和电抗器设计院（系、部）名称：机电工程学院专业名称：电气工程及其自动化学生姓名：学生学号：指导教师：学术声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得 的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用 的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论 文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方 式标明。本学位论文的知识产权归属于河北科技师范学院。本人签名：_ 日期:指导教师签名：_ 日期：摘要在本设计采用的一套整流装置中，饱和电抗器是最核心的组成原件。而且在当今
3、行 业内，饱和电抗器的应用也非常广泛，尤其是在铝电解行业，以饱和电抗器为核心的整 流电解技术已经非常成熟。本设计根据某电解铝厂整流所负荷电流要求，设计了三相桥 式整流电路的饱和电抗器系统。设计中首先给出了饱和电抗器的设计背景、现状及发展 前景、原理特性、主要技术参数的介绍，然后进行铁心结构参数以及励磁系统容量的计 算。最后根据整流装置的要求，给出了整流电路的主电路并且在励磁系统设计的控制电 路中给出了电气原理图1在进行铁心参数计算时给出了参考型号等一系列的参数，根 据这些参数足以保证方案的可行性。计算励磁系统的容量时，完全按照整流时所需提供 的励磁参数计算，保证了供给足够的励磁。在整个设计中，
4、在确定了铁心尺寸后，在给 定的磁感应强度下得到了控制绕组的线圈电流和位移绕组电流，根据整流装置的要求， 给出了整流电路的主电路。控制电路的设计给出了励磁系统的电气原理图。调压控制系 统使用单片机输出进行晶闸管移相触发，不仅精度高而且能大范围的调节电压。关键词：饱和电抗器；励磁；调压；整流AbstractIn this design USES a rectifier device, the saturable reactor is the core of the original. And in todays industry, the application of saturable reac
5、tor is very extensive, especially in the aluminum electrolysis industry, rectifier with saturable reactor is the core electrolysis technology has very mature. This design according to some electrolytic rectifier load current requirements, design the three-phase bridge rectifier circuit of saturable
6、reactor system. Given first in the design of the saturable reactor design background, present situation and development prospects, the principle characteristics, introduces the main technical parameter, then core structure parameters and calculation of the excitation system capacity. Finally accordi
7、ng to the requirement of the rectifying device, the main circuit of rectifier circuit is given and in the control circuit of excitation system design the electric schematic diagram is given. When parameters are calculated for core reference model and so on a series of parameters, is given according
8、to the feasibility of these parameters is enough to guarantee scheme. When calculating the capacity of excitation system, completely, the excitation parameters are calculated according to the rectifier needed to provide guarantees the supply enough excitation. In the whole design, after determine th
9、e core size, and under the magneticinduction intensity of the given got the coil current and the displacement of the control winding winding currents, according to the requirement of the rectifying device, the main circuit of rectifier circuit is presented. The design of the control circuit of excit
10、ation system are given electrical schematic diagram. Surge control system using single chip microcomputer output for thyristor phase shift trigger, can not only high precision and large range of adjusting voltage.Keywords: The saturation reactor; excitation; voltage regulation; rectification目录目录摘要IA
11、bstract I1绪论11.1设计背景与意义11.2饱和电抗器发展现状与发展前景12饱和电抗器的介绍12.1饱和电抗器基本原理的介绍12.2饱和电抗器的特性分析32.3饱和电抗器应用的主要技术参数53饱和电抗器的设计53.1饱和电抗器铁心尺寸的计算53.2励磁系统的设计94饱和电抗器控制电路的设计104.1直流电流采样电路104.2晶闸管同步信号电压采样电路114.3晶闸管触发电路114.4电源电路124.5显示电路13结论14参考文献14致谢151绪论1.1设计背景与意义近年来，随着科学技术的全面发展，电抗器的理论与技术也不断进行着革新，电抗 器从无到有，从有到优的发展开来，已经实现了长足
12、的进步。在各个行业尤其是电解铝 行业的应用尤为明显。从产品的器件发展来看，电抗器经历了从密集型到紧凑型的发展 历程。而且从目前的形势来看，密集型是今后的发展的主流方向，其特点是线路占地面 积少，输送容量大。而且，近年来国内各个电力电子协会相互交流频繁，对电抗器的先 进技术，产品设计，检测方法以及运行维护等也进行了深入的讨论与研究。并且有许多 先进的技术已经应用到实际当中。对于二极管的整流器必须有恒流控制的办法。这种调 节方法一般是变压器有载分接开关和饱和电抗器相配合，通过有载调压和自饱和电抗器 相互搭配，一个用于粗调，一个用于细调。在恒流控制系统中饱和电抗器作为调整大 小的主要执行机构，调节的
13、大小约50V 70V的直流电压。1.2饱和电抗器发展现状与发展前景在国内，电抗器的应用非常广泛，比如电解铝行业，电网系统等。随着晶闸管的广 泛应用意味着饱和电抗器的使用有所减少。用晶闸管整流，由晶闸管调整电压，同样有 很好的效果，但避免了饱和电抗器带来的副作用。由于电子元器件的不断进步，用晶闸 管来实现整流在各方面看来是可行的。就饱和电抗器目前的发展情况来看，它已经占据了很多市场，在铝电解行业，它的 地位是不可以替代的，当今社会，飞速发展，用户的用电需求也与日俱增。但是与此同 时，也暴露出电力发展的不足，因为电力设备发展缓慢，赶不上与日俱增的用电需求， 导致了首端用户电压过高，末端用户电压过低
14、。在线路中安装饱和电抗器，保持线路上 电压的稳定有着极其重要的地位，这也为饱和电抗器的发展带来了很大的契机。2饱和电抗器的介绍2.1饱和电抗器基本原理的介绍电抗器分为有内反馈和无内反馈两种，其中，有内反馈也叫做自饱和电抗器，也就 是本设计将要用到的，饱和电抗器的每一相都有三种情况，两个铁心都饱和，一个铁心 饱和而另一个铁心不饱和，两个铁心都不饱和。在两个铁心饱和时，磁通不发生任何 变化，对回路没有任何影响。一个贴心饱和而另一个铁心不饱和时，等于在回路中串联一个二次短路的电流互感器。两个铁心都不饱和时，则对一次回路的电流的任何变化都 会产生很大的感抗。饱和电抗器结构如图1所示图1单铁心饱和电抗器
15、示意图饱和电抗器在使用时接入交流电源，与负荷电阻形成串联结构，如图2所示，饱和 电抗器实际上是一个可变电感，其电感值的变化过程是由直流电流控制的，电感值的 变化会引起回路中的电流的改变肌图2等值回路当饱和电抗器电感值L发生变化时，导致回路中电流也变化，因此在饱和电抗器和 电阻两端上也会出现压降的变化。现在将其原理介绍如下：一个闭合铁心上，放两个 线卷，分别通以交流电流和直流电流 使其磁化，如图3。这样铁心就处于交变磁通和恒 定磁通的合成作用下，在第一个半波周期内，交流与直流磁通两者如为相加时，则在第 二个半波周期内，它们就为相减。图3导磁系数与磁感应关系铁心在交直流磁场共同作用下时较之仅有交流磁场作用时，铁心更趋于饱和，导磁率愈 加降低，此时结果构成一个曲线族，如图4所示。图4导磁系数与直流磁场的关系饱和电抗器的工作绕组有各种不同的联结方式，控制绕组也是如此。工作绕组的接 法和控制绕组的接法的组合就更多。线路结构包括三相中点联结，三相桥式联结，双 星联结。他们都有不同的参数与公式计算方式。在铁心尺寸和线圈匝数不变的情况下，电感L与导磁系数成正比，直流磁场强度越 增加，饱和电抗器的可变电感值L便越减小。另外，饱和电抗器交流线圈的电抗又与其 电感成正比，所以L越小时，X越小，于是在
