三相交流電源供電的直流電源設(shè)計及其串聯(lián)應(yīng)用
隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,直流電源應(yīng)用非常廣泛,其好壞直接影響著電氣設(shè)備或控制系統(tǒng)的工作性能,目前,市場上各種直流電源的基本環(huán)節(jié)大致相同,都包括交流電源、交流變壓器(有時可以不用)、整流電路、濾波穩(wěn)壓電路等。本文以三相交流電源供電的直流電源設(shè)計為例,介紹直流電源設(shè)計中一些問題的處理辦法。并就在實際應(yīng)用中,多個直流穩(wěn)壓電源串聯(lián)使用問題做了闡述。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/226952.htm直流電源的設(shè)計理論上比較簡單,但在具體的工程設(shè)計中還需要進(jìn)一步分析、研究、實踐和總結(jié)。
1.直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計1.1 整流變壓器的設(shè)計
三相整流變壓器的設(shè)計包括:一、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式,二次側(cè)電壓的計算,一、二次側(cè)電流的計算,容量的計算與確定,結(jié)構(gòu)形式的選擇等環(huán)節(jié)。其中一、二次繞組的聯(lián)結(jié)方式及二次側(cè)電壓的確定是我們重點分析的內(nèi)容。本文以某一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的3個直流電源設(shè)計為例進(jìn)行詳細(xì)介紹,原理圖如圖1。
1.2 整流電路設(shè)計
三相整流電路通常有三相半波整流電路和三相橋式整流電路,由于三相橋式整流電路輸出平均電壓高,電壓脈動小,品質(zhì)因數(shù)高,因此多使用橋式整流電路。橋臂上二極管型號的選擇主要是由它的額定電壓和額定電流決定,額定電流和電壓則由負(fù)載平均電流和電壓決定,其計算式為:ID=(1/3)?·Id,ID(AV)= ID /1.57,UDn=(1~2) 2?·U2,由ID(AV)和UDn查二極管手冊就可確定整流管的型號。
1.3 濾波穩(wěn)壓電路設(shè)計
整流濾波電路通常有電容、電感和RC等濾波電路。電感濾波是利用電感對脈動電流產(chǎn)生反電動勢,阻礙電流變化來實現(xiàn)的,電感越大,濾波效果越好。它一般用于負(fù)載電流大、對濾波要求不高的場臺。RC濾波電路是電阻和電容連接使用的濾波電路,由于電阻會降低一部分直流電壓,直流輸出電壓會減小,因此只適用于小電流電路。電容濾波是利用電容的充放電作用使整流輸出電壓變得平穩(wěn),而且電壓幅值升高,濾波效果好,適于各種整流電路。濾波電容的選擇主要是種類和容量、耐壓值的確定。常用的整流濾波電容有鋁電解、鉭電解、滌綸、獨石電容等。鋁電解電容漏電流大,耐壓和工作溫度(最高+70℃)較低,但容量大;鉭電解電容漏電流小,耐壓和工作溫度比鋁電解電容都高,一般用于要求較高的地方;滌綸電容絕緣電阻大,損耗小,工作溫度(最高+55℃)低,容量小,但耐壓高;獨石電容體積可以做得很小,耐壓也可以做得很高,化學(xué)性能和熱性能比較穩(wěn)定,但容量小。一般當(dāng)整流輸出電流大時,必須用電解電容濾波穩(wěn)壓;輸出電流小時,用一般電容或電解電容濾波都可以,如果對直流輸出電壓有紋波系數(shù)要求或者為了防止高頻噪音,用電解電容和小容量無極性電容并聯(lián)使用效果較好:小容量電容可濾掉脈動直流中的高次諧波,電解電容濾掉大幅值的低頻成分,穩(wěn)壓范圍寬、效果好。整流濾波電路對電容器的容量和耐壓值要求不是太高,一般根據(jù)輸出電流大小估算電容器的容量,輸出電流大,容量就大;電流小,容量就小。但是,容量太大會降低輸出電壓值,太小則會導(dǎo)致電壓脈動大、不穩(wěn)定。容量確定可參考表1,耐壓值一般取所接電路工作電壓的1.5~2倍。
直流穩(wěn)壓電源應(yīng)用非常廣泛,有時會把兩個或兩個以上的電源串聯(lián)使用,現(xiàn)就此應(yīng)用做一簡要介紹。
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