直流电机控制系统(晶闸管整流

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1、目录11.设计总体思路22.基本原理框图23.单元电路设计33.1主电路器件的计算与选择33.1.1变压器的选择33.1.2晶闸管的选型33.1.3过电压保护原理及计算选择33.1.4过电流保护53.1.5电抗器的参数计算与选择73.2控制电路的介绍73.2.1引脚排列、各引脚的功能及用法73.2.2电流转速闭环调节电路103.2.3.功率放大电路104.故障分析与改进125.实验与仿真126.心得体会137.附件15&参考文献161.设计总体思路直流电机控制系统（晶闸管整流）分为主电路和控制电路，主电路采用三相全控桥整流电路，变流侧

2、交流电采用电网电压，通过变压器起隔离和调节电网电压，使其达到整流所需求的交流电压，为防止电网波动和其他各类短路情况的出现，在交流侧和整流的直流侧增加一系列的过电压和过电流保护。控制电路采用转速和电流调节电路，在电网电压通过交流互感器感应电流后将电流信号转为电压信号，和转速反馈信号进行调节，再限幅和功放电路，转换成触发电路能用来改变控制角的信号来调节整流输出电压达到调速冃的。该触发晶闸管的触发电路由六脉冲触发电路TC785构成，最终能调节电机的转速，使其达到转速的稳定。2・基本原理框图电网电源变压器降压桥流相整三式器直流电动机六脉冲触发

3、电路限幅和功放A转速反馈电压转速调节器给定电圧3.单元电路设计3.1主电路器件的计算与选择该设计所调节直流电动机的参数：额定电压225V,额定电流158.5A,额定功率30KW3.1.1变压器的选择变压器二次侧相电压U2二Ud/2.34考虑晶闸管的管压降和启动电压留20%的裕量，整流直流侧电压Ud=l.2*225*270V,得U2=128V；变压器二次侧电流12=0.816*Id二129.3A；变压器的容量s二3U212二3*128*129.3二50KW；变压器的变比U1:U2二220:128二1・73.1.2晶闸管的选型晶闸管的额定

4、电压Un=（2〜3）UTni;Un=2*V6*匸2二2*拆*128二627，晶闸管的额定电流I门二（1.5〜2）Tvt;Ivt=Id/（V3*1.57）二87.5A;In二1.8*87.5=157A;取Un=;In=157A；选择KP157—580晶闸管六只。3.1.3过电压保护原理及计算选择3.1.3.1交流侧过压保护压敏电阻保护是将压敏电阻并联在电路中，当电压大于一定值的时候，压敏屯阻击穿短路，将电压限制在击穿电压下，瞬间（容量小于压敏电阻极限电流）的浪涌是不会烧掉压敏电阻的，但是长时间或容量大于压敏电阻短路容量的，就会损坏压敏

5、电阻，甚至会炸裂压敏电阻.因为电路的上级一定会有短路保护元件，所以压敏电阻击穿短路后会引起上级短路保护动作.主电路压敏电阻过电压保护接线图1-1压敏电阻选型UlmAMe*（压敏电阻承受的峰值电压）/（0.8〜0・9）变压器一次侧的选型：额定电压为380*72=269V,额定电流为II二76A；VYJ型浪涌型吸收器（压敏电阻）的额定电压：270,通流容量：80A；变压器二侧的选型：额定电压为128*72=180V,额定电流为12=129.3A；VYJ型浪涌型吸收器（压敏电阻）的额定电压:180V,通流容量：130A；3.1.3.2直流侧

6、过电压保护最常用的方法是在晶闸管的两端并联RC吸收电路，如图2-1图2-1根据压敏电阻额定电压的计算公式:0.9)UlmA^£*（压敏电阻承受的峰值电压）/（0.8〜=1.1/0.8*300二675V3.1・4过电流保护3.1.4.1快速熔断器保护生产机械的过载、整流装置的盲流侧短路、任一元件的击穿都会发生过电流的现象，造成晶闸管元件损坏，所以过电流保护措施在系统中必不可少。快速熔断器做过电流保护是晶闸管装置中应用最普遍的保护措施。快速熔断器徳的断流时间在10ms以内。将快速熔断器与晶闸管元件串联，由于两者的电流相同，对做保护用最好接

7、法如图1-1。快速熔断器的额定电流选择:In二1.57*Ivt二1.57*78.5A=137.4A实选RS3,熔体额定电流为140Ao3.1.4.2断路器保护主电路断路器过流保护图断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V,屯流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。

8、3.1.5电抗器的参数计算与选择对晶闸管直流调速系统，当负载电流较小，会出现电流断续的现象，使电动机的机械特性变软，影响系统的静、动态性能。电动机电枢电感一般较小，不能满足电流连续的要求，故必须在品闸管输出电路中串入电抗