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直流电机相对交流电机有调速性能优良、调速方便、平滑、调速范围广等优点,因此仍然广泛应用于很多工业场合。直流调速主要有以下几种方式:电枢串电阻调速、改变电枢电压调速、PWM直流调整系统、双闭环直流调速系统、数字式直流调速系统和改变励磁的恒功率调速。
直流电动机测试电源要根据直流电动机的试验要求进行调压试验、轻载试验、负载试验和过载试验,还要进行动态过程试验等。这就要求其具有连续调压、过流功能,并要求响应速度快。本篇文章将介绍大功率直流电动机测试电源设计。
电路设计
1整流电路计算
整流电路选用的是三相不控整流。这个电路的特点是简单、快速,而且输出波形能够满足逆变电路的要求。输入整流滤波电路的主要作用是将交流电压变为直流电压;此外,还要具有一定的输出电压保持能力,既能防止来自电网的干扰进入电源,又能防止电源产生的干扰。
二极管应当按照有效值选取,如下是计算过程。
整流输出电压Ud的波形在一个周期内波动6次,且脉动波形相同,因此:
(1)
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U2为相电压有效值,其值为220V。
Ud=2.34×220=514V (2)
P0为50kW,效率η取0.8,所以P0=Ud×Id×0.8,Id=P0/Ud×0.8=122A。
流过整流二极管电流的有效值为:
(3)
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而每只整流二极管承受的最大反压为:
(4)
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考虑到电网电压的波动-10%~+10%,所以二极管最小参数应取:
IA(VT)=I(VT)×1.1=78A
UFM=URM×1.1=593V
所以,二极管额定参数为:200A、1200V。因此选择的二极管型号为ZP200-ZL20螺栓型普通整流二极管。
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图1 主电路图