课题二 直流调速装置
实验二转速电流双闭环直流调速系统
实验二 转速、电流双闭环直流调速系统一、实验目的1．了解转速、电流双闭环直流调速系统的组成。
2．掌握双闭环直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定. 3．测定双闭环直流调速系统的静态和动态性能及其指标. 4．了解调节器参数对系统动态性能的影响。
二、实验系统组成及工作原理双闭环调速系统的特征是系统的电流和转速分别由两个调节器控制，由于调速系统调节的主要参量是转速,故转速环作为主环放在外面，而电流环作为副环放在里面，可以及时抑制电网电压扰动对转速的影响。
实际系统的组成如实验图2-1所示.实验图2—1 转速、电流双闭环直流调速系统主电路采用三相桥式全控整流电路供电。
系统工作时，首先给电动机加上额定励磁,改变转速给定电压*nU 可方便地调节电动机的转速.速度调节器ASR 、电流调节器ACR 均设有限幅电路，ASR 的输出*i U 作为ACR 的给定，利用ASR 的输出限幅*im U 起限制起动电流的作用;ACR 的输出c U 作为触发器TG 的移相控制电压,利用ACR 的输出限幅cm U 起限制αmin 的作用。
当突加给定电压*n U 时,ASR 立即达到饱和输出*im U ,使电动机以限定的最大电流I dm 加速起动,直到电动机转速达到给定转速(即*n n U U )并出现超调，使ASR 退出饱和，最后稳定运行在给定转速(或略低于给定转速）上。
三、实验设备及仪器 1。
主控制屏NMCL-322。
直流电动机—负载直流发电机-测速发电机组 3. NMCL －18挂箱、NMCL —333挂箱及电阻箱 4。
双踪示波器 5.万用表四、实验内容1。
调整触发单元并确定其起始移相控制角，检查和调整ASR 、ACR,整定其输出正负限幅值。
2。
测定电流反馈系数β和转速反馈系数α，整定过电流保护动作值。
3。
研究电流环和转速环的动态特性，将系统调整到可能的最佳状态，画出)(t f I d =和)(t f n =的波形，并估算系统的动态性能指标（包括跟随性能和抗扰性能）。
直流电机调速器的工作原理
直流电机调速器的工作原理
直流电机调速器是通过对电机的电压或电流进行调节来实现电机转速的控制。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 采样调节：通过采集电机转速的反馈信号，比较其与设定值的差距，计算出控制电压或电流的误差。
2. PID控制：采用比例、积分和微分三个环节的控制算法，根据误差计算出相应的控制量，以控制电机的转速。
3. 调节元件：根据控制算法的控制量输出，通过开关或调节电阻等手段，调节电机的供电电压或电流，以达到对电机转速的调节。
4. 可编程控制：一些先进的直流电机调速器还具备可编程的功能，能够设置不同的调速曲线、加速/减速时间、电机保护和故障诊断等功能。
总的来说，直流电机调速器通过采样调节、PID控制和调节元件的配合，实现对电机供电电压或电流的调节，从而控制电机的转速。
直流电动机调速实训报告
一、实训目的本次实训旨在使学生了解直流电动机的工作原理、调速方法及其在实际应用中的重要性。
通过实训，使学生掌握直流电动机的调速原理、调速方法、调速装置及其操作方法，提高学生对电机调速技术的理解和应用能力。
二、实训内容1. 直流电动机基本结构及工作原理实训开始前，先向学生介绍直流电动机的基本结构，包括定子、转子、电刷、换向器等部件。
然后讲解直流电动机的工作原理，即通过电磁感应原理将直流电能转换为机械能。
2. 直流电动机调速方法（1）调压调速：通过改变电枢电压来调节电动机转速。
升压时转速升高，降压时转速降低。
（2）电枢串电阻调速：在电枢回路中串联电阻，通过改变电阻值来调节电动机转速。
电阻越大，转速越低。
（3）改变磁通调速：通过改变励磁电流来调节电动机转速。
升压时转速降低，降压时转速升高。
3. 直流电动机调速装置及操作方法（1）调压调速装置：采用直流调压器，通过调节调压器的输出电压来改变电枢电压。
（2）电枢串电阻调速装置：采用调速电阻器，通过调节电阻器的阻值来改变电枢回路中的电阻。
（3）改变磁通调速装置：采用励磁调节器，通过调节励磁电流来改变磁通。
4. 实训操作（1）调压调速：将直流电动机接入调压调速装置，通过调节调压器输出电压，观察电动机转速的变化。
（2）电枢串电阻调速：将直流电动机接入电枢串电阻调速装置，通过调节调速电阻器的阻值，观察电动机转速的变化。
（3）改变磁通调速：将直流电动机接入改变磁通调速装置，通过调节励磁调节器的电流，观察电动机转速的变化。
三、实训结果与分析1. 调压调速实训结果表明，通过调节调压器的输出电压，可以实现对直流电动机转速的调节。
升压时转速升高，降压时转速降低。
但需要注意的是，电压过高或过低都会对电动机造成损害。
2. 电枢串电阻调速实训结果表明，通过调节调速电阻器的阻值，可以实现对直流电动机转速的调节。
电阻越大，转速越低。
但电阻过大时，会导致电枢电流过大，损耗能量过多，效率变低。
直流调速系统设计实训报告
直流调速系统设计实训报告直流调速系统是一种用于调节直流电机转速的系统。
在直流调速系统中，通常会采用电子调速器来控制电机的转速，通过调节电机的电压和电流来实现调速控制。
本次实训的目标是设计并搭建一个简单的直流调速系统，以实现对电机转速的控制。
首先，我们需要准备一些实验所需的器件和设备。
我们需要一个直流电机、一个电子调速器、一个电压源、一台示波器和一台频率计。
其中，电子调速器是用来控制电机转速的关键设备，电压源用来提供电机的工作电压，示波器用来观察电压、电流及转速波形，频率计用来测量电机转速。
其次，我们将电子调速器与直流电机进行连接。
首先，将电机的外壳接地，并将电机的两根输出线与电子调速器相应的输出端口相连。
然后，将电子调速器的输入端口连接到电压源的正负极，将电源的负极连接到地。
接下来，我们需要设置电子调速器的控制参数。
根据实验的要求，可以通过电子调速器上的调节按钮或旋钮来设置电机的转速。
我们可以根据实际需求来设置转速，观察电机的转速与频率计测到的数值是否一致。
然后，我们可以给电压源供电，并观察电子调速器是否正常工作。
可以通过示波器来观察电压和电流的波形，以及电机的转速。
如果波形和转速都正常，则说明直流调速系统可以正常工作。
最后，我们可以进行一些实际的调速实验。
可以通过改变电子调速器的控制参数，来改变电机的转速。
同时，可以通过示波器观察电机的电压和电流波形，以及频率计测到的转速数值，来验证实验结果的准确性。
通过这次实训，我们学到了直流调速系统的基本原理和设计方法。
这对于今后的工程实践和研究工作都有一定的帮助。
同时，我们也学会了如何使用电子调速器和相关的仪器设备，提高了我们的实验操作能力。
这次实训的结果也证明了我们的实验设计和操作的准确性和有效性。
以后，我们可以通过对实验结果的观察和分析，来进一步优化和改进直流调速系统的设计。
直流调速电机实验报告
一、实验目的1. 理解直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 掌握直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 熟悉直流调速电机的驱动电路和控制系统。
4. 培养实验操作技能和数据分析能力。
二、实验仪器与设备1. 直流调速电机：一台2. 可调直流电源：一台3. 电机转速测量仪：一台4. 电流表：一台5. 电压表：一台6. 实验台：一套三、实验原理直流调速电机是通过改变电枢电压或励磁电流来调节电机转速的。
本实验采用改变电枢电压的方式来实现调速。
四、实验内容与步骤1. 实验一：直流调速电机调速性能测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）将可调直流电源输出电压调至一定值，启动电机。
（3）使用电机转速测量仪测量电机转速。
（4）改变可调直流电源输出电压，重复步骤（3），记录不同电压下的电机转速。
（5）绘制电机转速与电压的关系曲线。
2. 实验二：直流调速电机驱动电路与控制系统测试（1）连接实验电路，确保接线正确无误。
（2）启动电机，观察电机正反转及转速。
（3）调整驱动电路中的PWM波占空比，观察电机转速变化。
（4）改变PWM波频率，观察电机转速变化。
（5）绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
五、实验结果与分析1. 实验一结果分析根据实验一的数据，绘制电机转速与电压的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与电枢电压成正比关系。
（2）电机转速存在最大值和最小值，分别为电机空载转速和堵转转速。
2. 实验二结果分析根据实验二的数据，绘制电机转速与PWM波占空比、频率的关系曲线。
分析曲线，得出以下结论：（1）电机转速与PWM波占空比成正比关系。
（2）电机转速与PWM波频率成反比关系。
（3）PWM波频率过高或过低都会导致电机转速不稳定。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了直流调速电机的工作原理和调速方法。
2. 熟悉了直流调速电机的调速性能指标及其测试方法。
3. 掌握了直流调速电机的驱动电路和控制系统。
直流调速原理
直流调速原理
一、直流电机结构
直流电机是一种将直流电能转换为机械能的装置。
其基本结构包括定子、转子、换向器和电刷等部分。
定子通常由铁芯和绕组组成，用于产生磁场；转子则包括铁芯和电枢绕组，用以形成电流通路；换向器是用于改变电流方向的装置；电刷则是连接电源和电枢绕组的部分。
二、直流电机转矩控制
直流电机的转矩控制主要依赖于电枢电流的大小和方向。
通过改变电枢电流的大小和方向，可以改变电机的转矩和转速。
当电枢电流的方向与磁场方向相同时，电机获得正向转矩；当电枢电流的方向与磁场方向相反时，电机获得反向转矩。
三、直流电机调速方法
直流电机的调速方法主要有以下几种：
1.改变电枢电压调速：通过改变电枢电压，从而改变电机的转速。
2.改变磁场强度调速：通过改变磁场强度，从而改变电机的转速。
3.改变电枢电阻调速：通过改变电枢电路的电阻，从而改变电机的转速。
四、直流电机调速控制技术
直流电机的调速控制技术主要包括以下几种：
1.PID控制：通过调节比例、积分和微分系数，实现对电机转速的精确控制。
2.模糊控制：通过模糊逻辑算法实现对电机转速的智能控制。
3.神经网络控制：通过神经网络算法实现对电机转速的高效控制。
直流电机的调速专项课题研究
直流电机的调速1.直流电机直流电机指能将直流电能转换成机械能（直流电动机）或将机械能转换成直流电能（直流发电机）的旋转电机。
它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。
当它作电动机运行时是直流电动机，将电能转换为机械能；作发电机运行时是直流发电机，将机械能转换为电能。
2.直流电机的用途把机械能转变为直流电能的电机是直流发电机；反之，把直流能能电机是直流电动机。
在电机的发展史上，直流电机发明得较早，它的电源是电池。
后来才出现了交流电机。
当发明了三相交流电以后，交流电机得到迅速的发展。
但是，迄今为止，工业领域里仍有使用直流电动机的，这是由于直流电动机具有以下突出的优点：(1)调速范围广，易于平滑调速；(2)启动、制动和过载转矩大；(3)易于控制，可靠性较高。
直流电动机多用于对调速要求较高的生产机械上，如轧钢机、电车、电气铁道牵引、挖掘机械、纺织机械等。
直流发电机可用来作为直流电动机以及交流发电机的励磁直流电源。
直流电机的主要缺点是换向问题，它限制了直流电机的极限容量，又增加了维护的工作缝，为了究服这个缺点，许多人在研究交蔺电动机的调连，也取得了一定的效果，在某世面递场合可以代替直流电动机，这是发展的方向，但好，反过来由于利用了可控硅整就港亚，使宜夜电动机的及用增加了一个有利因家，目前使用直後电动机的场合也很多。
3.直流电机的调速3.1直流电机调速以直流电动机为动力的电力拖动系统称为直流电力拖动系统。
其中的直流电动机有他励、串励和复励三种，最主要的是他励直流电动机，本章介绍的都是他励直流电动机电力拖动系统。
许多生产机械运行时，对拖动它的电动机转速有不同的要求。
例如，车床切削工件时，精加工用高转速，粗加工用低转速。
龙门刨床刨切时，刀具切入和切出工件用较低速度，中间一段切削用较高速度，而工作台返回时用高速度。
这就是说，系统运行的速度需要根据生产机械工艺要求而进行人为调节。
调节电动机的转速简称为调速。
通过改变传动机构速比的调速方法称为机械调速，通过改变电动机参数而改变系统运行转速的调速方法称为电气调速。
直流调速系统实训报告
一、实训目的1. 理解直流调速系统的基本原理和组成。
2. 掌握直流调速系统的调试方法和步骤。
3. 熟悉晶闸管直流调速系统的控制原理和电路连接。
4. 通过实际操作，加深对理论知识的理解和应用。
二、实训内容本次实训主要涉及以下内容：1. 直流调速系统的基本组成和原理。
2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试。
3. 直流调速系统的性能测试和分析。
三、实训过程1. 直流调速系统的基本组成和原理直流调速系统主要由直流电动机、晶闸管整流器、触发电路、平波电抗器、调节器等组成。
其工作原理是：通过改变晶闸管的导通角，控制整流电路输出的直流电压，从而实现直流电动机的调速。
2. 晶闸管直流调速系统的电路连接和调试(1) 晶闸管整流电路的连接首先，根据实训要求，将晶闸管整流电路的各个元件按照电路图进行连接。
连接过程中，注意各个元件的极性、顺序和焊接质量。
(2) 触发电路的连接触发电路的连接相对简单，主要是将触发电路的各个元件按照电路图进行连接。
连接过程中，注意触发电路的电源电压和触发脉冲的频率。
(3) 调节器的连接调节器是直流调速系统的核心部分，其连接相对复杂。
首先，将调节器的输入端接入晶闸管整流电路输出的直流电压，再将调节器的输出端接入触发电路。
连接过程中，注意调节器的参数设置和反馈环节的连接。
(4) 调试在电路连接完成后，进行系统的调试。
首先，检查各个元件的连接是否正确，然后进行系统的空载调试。
在空载调试过程中，观察晶闸管整流电路的输出电压和直流电动机的转速是否正常。
如不正常，则检查电路连接和元件参数。
3. 直流调速系统的性能测试和分析在系统调试正常后，进行性能测试。
主要测试以下指标：(1) 调速范围：在给定输入电压下，直流电动机的转速变化范围。
(2) 调速精度：在给定输入电压下，直流电动机转速的稳定性和准确性。
(3) 动态响应：在给定输入电压变化时，直流电动机转速的响应速度和稳定性。
测试过程中，记录各个指标的数据，并进行分析。
电力电子技术课程PPT课件
【学习目标】：
完成本课题的学习后，能够： 1、用万用表测试晶闸管和单结晶体管的好坏。 2、掌握晶闸管工作原理。 3、分析单相半波整流电路的工作原理。 4、分析单结晶体管触发电路的工作原理。 5、熟悉触发电路与主电路电压同步的基本概念。
【相关知识点】：
一、晶闸管的工作原理 1．晶闸管的结构、特性
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定义电流的波形系数Kf为：
利用电流的波形系数可方便求取晶闸管的通态平均电流IT（AV）
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b、维持电流IH； c、擎住电流IL； d、断态重复峰值电流IDRM和反向重复峰值电流IRRM； e、浪涌电流ITSM； ③、门极触发电流IGT和门极触发电压UGT； a、 IGT是在室温下给晶闸管施加6V正向阳极电压时，使 元件由断态转为通态所需的最小门极电流。 b、 UGT是产生门极触发电流所必需的最小门极电压。 ④、动态参数； a、断态电压临界上升率du/dt。过大时会产生误导通。 b、通态电流临界上升率di/dt。过大时会会损坏元件。
关断条件：
阳极电流小于维持电流IH时，晶闸管就会关断。
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例题
如图，阳极与阴极加交流电压，门极正向电压Eg由开关 Q控制，在t1瞬间合上开关Q，t4时刻开关Q断开，求电 阻上的电压波形ud。
U2
Ia Q
Eg Ug
Ua U2
Rd Ud
Ug
t1 t2 Ud
t3 t4
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3．晶闸管的导通关断原理
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用公式来分析晶闸管的几种状态
24
2）、波形分析
（a）所示为时晶闸管两端 的理论波形图。
（b）晶闸管两端电压波形
触发
3）、其他角度时的波形分析
导通
时刻
直流电机调速_实训报告
一、引言直流电机因其结构简单、运行可靠、调速方便等优点，广泛应用于各种工业和家用电器中。
为了更好地掌握直流电机的调速原理和实现方法，我们进行了直流电机调速实训。
本报告将详细介绍实训过程、实验结果及分析。
二、实训目的1. 理解直流电机的调速原理和实现方法；2. 掌握直流电机调速电路的设计与搭建；3. 学会使用示波器、万用表等仪器对电路进行测试和分析；4. 提高动手实践能力和工程意识。
三、实训内容1. 直流电机调速原理直流电机调速主要采用调压、调阻和PWM调制三种方法。
本实训采用调压方法，通过改变输入电压来控制电机的转速。
2. 直流电机调速电路设计（1）电路组成：电源、直流电机、调速电路、负载、保护电路等。
（2）调速电路设计：采用继电器和电位器组成的分压电路，通过改变电位器阻值来调整输入电压。
3. 仪器使用（1）示波器：用于观察电压、电流等信号波形。
（2）万用表：用于测量电压、电流、电阻等参数。
四、实训步骤1. 搭建直流电机调速电路。
2. 连接电源，启动电机。
3. 调整电位器，观察电机转速变化。
4. 使用示波器观察电压、电流等信号波形。
5. 使用万用表测量电压、电流、电阻等参数。
6. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）输入电压：0V、2V、4V、6V、8V。
（2）电机转速：0r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min。
（3）电流：0A、1A、2A、3A、4A。
2. 实验结果分析（1）电机转速与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电机转速逐渐升高。
（2）电流与输入电压的关系：随着输入电压的增加，电流逐渐增大。
（3）电机转速与电流的关系：电机转速与电流成正比。
六、结论1. 通过本次实训，我们掌握了直流电机调速原理和实现方法。
2. 通过搭建直流电机调速电路，实现了对电机转速的调节。
3. 通过使用示波器和万用表等仪器，我们对电路进行了测试和分析，验证了实验结果的准确性。
直流电机调速器的工作原理
直流电机调速器的工作原理
直流电机调速器是一种通过控制电流和电压来改变电机转速的设备。
其工作原理基于调制输出电流和电压的方式，以实现电机的速度调节。
在直流电机调速器中，系统的输入通常由一个外部控制信号提供，该信号可以是电压、电流、或是数字信号。
控制信号经过处理后，被转换为不同的电流或电压输出，然后送至电机。
通过改变输出的电流和电压大小，可以改变电机中的磁场，从而改变电机转速。
直流电机调速器通常由以下几个部分组成：控制电路、功率放大电路、保护电路和电源。
控制电路负责接收输入信号，并根据设定的参数计算出输出电流和电压的大小。
功率放大电路则负责将控制电路输出的低功率信号放大至适合电机需求的高功率信号。
保护电路主要用于监测电机的工作状态，并在电机故障或过载情况下采取相应的保护措施。
电源则为整个调速器提供所需的电能。
通过调节控制电路中的参数，可以改变电机输出的电流和电压大小，从而调节电机的转速。
常见的调速方式包括开环控制和闭环控制。
在开环控制中，调速器根据设定的参数直接调节输出电流和电压；而在闭环控制中，调速器会通过传感器监测电机转速，并根据实际转速与设定转速之间的差异来调节输出电流和电压。
总结而言，直流电机调速器通过调节电机输出的电流和电压来
改变电机的转速。
通过控制电路、功率放大电路、保护电路和电源等组件的协作，可以实现对电机转速的精确控制。
直流调速器工作原理
直流调速器工作原理
直流调速器工作原理是通过调节电机电压和电流来改变其转速。
其基本原理是利用调制技术将直流电压进行调制，然后经过整流、滤波等电路处理后，供给电机。
调速器内部有一个电压或电流反馈回路，用来检测电机的转速，并将反馈信号与设定值进行对比，然后通过控制电压或电流的大小，使电机达到预定的转速。
调速器一般由调速电路、控制系统和信号处理器组成。
调速电路包括调试电位器、比较器、放大器等元件，用来控制电机的输出电压或电流。
控制系统负责接收来自传感器的反馈信号，并根据设定值与反馈信号的差值来控制输出信号的大小。
信号处理器用于处理传感器反馈信号的噪声和干扰，提高调速系统的稳定性和精确度。
在工作过程中，调速器首先通过测量电机的转速来获取反馈信号，然后将该信号与设定值进行比较。
如果转速低于设定值，调速器会增加输出电压或电流，以增加电机的转速。
如果转速高于设定值，调速器会减少输出电压或电流，以降低电机的转速。
这种负反馈控制的方式可以实现电机的精确调速。
直流调速器的工作原理基于电磁感应定律和电子技术的应用，通过精确控制电压和电流，实现对电机转速的调节，广泛应用于机械传动系统中的调速控制。
直流调速装置实物图
直流调速装置实物图附图1：直流调速装置正面图附图2：直流调速装置反面图附件2：直流调速装置故障分析示例（一）故障查找的基本步骤：1．通电试车，通过全面检查直流调速装置工作和运行状态，观察是哪些方面出现了故障，对照原理图进行分析，把故障范围初步缩小；2．如属于工作台运行故障，可先观察PLC上的上下两排红色指示灯。
上面一排反映输入量的状态，通过检查指示灯X0、X1、X2、…，可得知与之对应的各个按钮或行程开关是否联通，紧急开关是否已合上。
下面一排反映输出量的状态，检查Y0、Y1、Y2、Y3以及与之对应的继电（接触）器K Q、K JI、K H、K J，看是否按规定的顺序依次动作。
通过这一步的分析基本上已可把故障范围锁定在一条支路的范围。
见下图1、下图2所示：图1：可编程控制器上输入、输出指示灯的位置3．如果对应的K Q、K H、K JI、K J按正常规律闭合，但故障依然存在。
此时应进一步检查附图5中虚线方框（正反转）内的部分，故障点应该就在这个范围内有关的触点以及与之相关连的导线上。
见下图4。
4．最后还可进一步测量PID输入端直流控制电压J2、J8两端各自对地电压，其中J2端对地测得的是工作台的正向运行电压，J8端对地测得的是工作台的反向运行电压。
如果这两点测试电压都正常，则说明工作台运行完全正常，没有故障存在。
（见下图3、4。
）5．如属于横梁升降或夹紧机构故障，只需操作相关的两个按钮SB6A（横梁上升）、SB7A （横梁下降），观察横梁夹紧机构和横梁升降电动机的运行情况，就可以确认故障是否存在，及故障的具体部位。
需要强调的是，观察必须要仔细。
如：1）观察横梁的回升，除了观察电动机是否有反转，还要观察用于回升延时的时间继电器是否动作，否则就是横梁回升支路（601－603－605）有断路；图2：工作台PLC控制电路原理图。
图3：测试PID输入端直流控制电压图4：工作台的直流控制电压输入电路（部分）2）观察夹紧机构是否有故障，除了正常的升降操作，可能还需要轻点升（降）按钮，夹紧机构应自动的完全松开，再自动夹紧，否则就是横梁放松接触器K HJ的自保支路有断点；3）观察横梁升降与工作台的联锁保护是否正常，不光是看操作横梁升降按钮时工作台是否会停车，还要在操作这两个按钮的同时，仔细观察中间继电器K A的吸合情况。
数字直流调速装置介绍
03
02
04
数字直流调速装置的应用实例
典型应用领域
01
工业自动化：用于生产线、机械臂等设备的速度控制
03
医疗设备：用于医疗设备的速度控制，如CT、MRI等
02
交通运输：用于电动汽车、轨道交通等交通工具的速度控制
04
家用电器：用于家用电器的速度控制，如洗衣机、冰箱等
实际应用案例
03
家用电器：用于洗衣机、冰箱等家电设备的速度控制，实现节能和降噪
01
调速范围宽：可实现从零到最高速度的连续调速
02
调速精度高：可实现高精度的转速控制
03
动态性能好：响应速度快，动态性能好
04
调速方式灵活：可实现多种调速方式，如恒转矩调速、恒功率调速等
05
节能效果好：可实现节能运行，降低能耗
06
保护功能完善：具有过流、过压、过载等保护功能，确保设备安全运行
控制精度
02
电动汽车：用于电动汽车的电机控制，实现高效、节能的驾驶体验
01
工业自动化：用于生产线、机械臂等设备的速度控制
04
医疗器械：用于医疗设备的速度控制，实现精确、稳定的操作
效果分析与优化
提高生产效率：数字直流调速装置可以精确控制电机转速，提高生产效率。
提高产品质量：数字直流调速装置可以精确控制生产过程，提高产品质量。
01
组成：包括比较器、放大器、滤波器等元件
02
工作原理：通过比较器将输出信号与设定值进行比较，产生误差信号，再通过放大器将误差信号放大，最后通过滤波器将放大后的信号滤波，得到稳定的控制信号
03
应用：广泛应用于各种数字直流调速装置中，实现精确的速度控制和位置控制。04源自数字直流调速装置的性能特点
交直流调速实验装置开发
交直流调速实验装置开发随着现代工业的发展，交直流电机在各个领域的应用越来越广泛。
为了满足实际工程中对电机调速性能的需求，我们开发了一种交直流调速实验装置。
该装置主要由电机、变频器、控制系统和监测系统组成。
电机是装置的核心部件，它可以同时作为交流电机和直流电机使用。
变频器是用来控制电机转速的关键设备，它可以根据需要改变电机的输入频率和电压，从而实现电机的调速功能。
控制系统则负责监测和控制整个装置的运行状态，包括电机的转速、电流、温度等参数。
监测系统则用来实时监测电机的运行状态，并将数据传输给控制系统进行处理。
在装置的开发过程中，我们主要考虑了以下几个关键技术问题。
首先，为了实现电机的无级调速，我们采用了先进的矢量控制技术。
通过对电机的转速、电流和磁场进行精确控制，可以实现电机的高效能调速。
其次，为了保证装置的安全性和可靠性，我们加入了多种保护措施，如过流保护、过温保护和短路保护等。
这些保护措施可以有效防止电机因过载或故障而损坏。
最后，为了提高装置的实用性，我们还加入了远程监控和数据传输功能。
用户可以通过电脑或手机等终端设备远程监控装置的运行状态，并实时获取电机的各种参数。
实验结果表明，我们开发的交直流调速实验装置具有良好的性能和稳定性。
它能够满足不同行业对电机调速性能的要求，并具有较高的实用性和扩展性。
该装置可以广泛应用于工业生产中的电机调速实验和教学实验中，对于提高电机调速技术的研究和应用具有重要意义。
总而言之，交直流调速实验装置的开发为电机调速技术的研究和应用提供了一种有效的工具。
它不仅可以满足实际工程中对电机调速性能的需求，还具有较高的实用性和扩展性。
相信在将来的工业生产中，该装置将发挥重要作用，推动电机调速技术的进一步发展。
直流调速(调压)实训装置
直流调速(调压)实训装置使用说明书天津市中教仪教学仪器设备技术有限公司产品简介直流调速（调压）实训装置，专供拖动直流电动机调速用，也可作为可调直流电源使用。
以晶闸管整流器将交流电整流成为可调直流电，对直流电动机电枢供电，并引入电压负反馈，电流截止负反馈等，组成自动稳速的无级调速系统。
由于本设备各项性能良好，能满足一般生产机械对调速的要求。
本产品包括以下几个部分：直流电机调速实训部分（单闭环、双闭环调速板各一块）、给定回路及同步变压器部分、正弦波触发电路部分、锯齿波触发电路部分、电阻负载部分、机组部分（并励直流电动机、它励直流发电机、直流测速发电机各一个）。
a. 交、直流电机调速实训部分：本系列设备主电路采用三相全控桥，用交流电流互感器检测负载电流。
设备内装有保护报警电路，当快速熔断器熔断，直流输出过流或短路，保护电路发出指令，可自动切除主电路电源，同时故障指示灯发亮，直至操作人员切断控制装置电源，故障指示灯才可熄灭。
保护电路的设置提高了设备运行的安全性。
每台设备都设有独立的励磁电源。
可以向直流电动机提供励磁电流。
本装置采用柜式结构，柜内最下层安装整流变压器，其他部件由下而上分层安装于柜内的立柱上。
一、技术数据2、起动性能：在安全工作区允许范围内可满负荷起动。
加速电流允许整定在设备额定电流的1.5倍，起动过程平稳无冲击。
3、过载能力：允许短时输出1.5倍额定电流，持续时间不大于一分钟。
4、额定运行方式：连续。
二、可完成实验目录1 三相桥式整流电路实验2 三相交流电路阻性负载实验3 三相交流电路感性负载实验4 三相可控硅全控桥实验5 它励直流发电机运行实验6并励直流电动机运行实验7 串励直流电动机运行实验8直流伺服电机运行实验9 直流测速电机实验10 正弦波触发电路实验11 锯齿波触发电路实验12直流电机开环调速实验13 直流电机单闭环调速实验14直流电机双闭环调速实验三、线路结构和工作原理本装置由晶闸管整流系统给定器、放大器、集成移相脉冲触发器、电压负反馈、电流截止负反馈，信号保护系统以及励磁电源等组成。
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U TM
2U 2
举例
1．单相全波可控整流电路，电阻性负载， 要求输出直流平均电压Ud=75V，平均电 流Id=40A，直接由220V电网供电，试选 择晶闸管规格型号并计算电路的功率因数 。
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载
(2）电感性负载
单相桥式半控整流电路带电感性负载加续流二极管
练习三
单相桥半控整流电路，对直流电动机供电 ，加有电感量足够大的平波电抗器和续流 二极管，变压器二次侧电压220V，若控制 角 为60° ，且此时负载电流30A ，计算 晶闸管、整流二极管和续流二极管的电流 平均值及有效值，以及变压器的二次侧电 流 、容量S。
解：由于平波电抗器的电感量足够大，所以可视为大电感负载， 整流输出电流的波形为以水平直线。 当 时，晶闸管的平均电流为 整流二极管的电流平均值与晶闸管的电流平均值相等 180 60 I dT Id 30 10 A 2 360 晶闸管电流有效值为
又如正在运行的电动机，要使它迅 速停机，也可让电动机作为发电机 运行产生制动，将电机动能转变成 电能后反送回电网。
有源逆变应用广泛，是研究直流可 逆调速系统的基础，也是研究变速 恒频电源必须具有的知识，还用于 其他方面。
晶闸管有源逆变和可控整流电路， 常常采用一套电路既作整流又作逆 变，在一定条件下相互转化。因此 必须注意，在什么条件下是整流， 在什么条件下是逆变，在什么条件 下可以相互转化。
应用实例
内圆磨床主要用于磨 削圆柱孔和小于60° 的圆锥孔，内圆磨床 主轴电动机采用晶闸 管单相桥式半控整流 电路供电的直流电动 机调速装置。
内圆磨床主轴电动机采用晶闸管单相桥式半 控整流电路供电的直流电动机调速装置
基本工作原理
主电路 触发电路 给定与反馈控制电路 保护环节
• 晶闸管两端的RC作用：用于吸收晶闸管关断时 的过电压。 • 电源两端的RC作用：用于吸收电网串入的过电 压。
I VD
变压器的二次侧电流为
60 Id 30 17.3 A 180
180 60 I2 Id 30A 24.5 A 180
电源容量为 S I 2U 2 24.5 220 5390 W
练习四 图中所示，晶闸管的为60°，试画出晶闸管承
2．判断题
1）在单相桥式半控整流带大电感负载不加续流二极 管电路中，电路出故障时会出现失控现象。 （ ） 2）在单相全控桥整流电路中，晶闸管的额定电压应 取U2。 （ ） 3）在单相桥式半控整流电路中，带大电感负载，不 带续流二极管时，输出电压波形中没有负面积。 （ ）
1）√ 2）× 3）√
(2）电感性负载
电路带电感性负载电路参数的计算如下： ①、输出电压平均值的计算公式： 的移相范围是0°～180°。
1 cos U d 0 . 9U 2 2
Ud U 2 1 cos 0 .9 ②、负载电流平均值的计算公式： I d Rd Rd 2
③、流过一只晶闸管和整流二极管的电流的平均值和有效值 的计算公式：
3．选择题
1）单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差 度。 A、180°， B、60°， c、360°， D、120° 2）单相桥式全控整流电阻性负载电路中，控制角α的最大移相范围是 ( ) A、90° B、120° C、150° D、180° 3）单相桥式全控整流电感性负载电路中，控制角α的最大移相范围是 ( ) A、90° B、120° C、150° D、180° 4）单相全控桥式整流电路带电阻负载，当触发角α=0º 时，输出的负载 电压平均值为 。 A、0.45U2； B、0.9U2； C、1.17U2； D、2.34U2；
I dT
IT
⑥、流过一只晶闸管的电流的有效值的计算公式：
2U 2 U 1 ( sin t ) 2 d ( t ) 2 2 R d Rd
U 2 1 cos 1 I d 0 .45 2 Rd 2
1 1 sin 2 I 4 2 2
⑦、晶闸管可能承受的最大电压为：
1．有源逆变的工作原理
（1）两电源间的能量传递
(a)
(b)
(c)
1．有源逆变的工作原理
图（a）为两个电源同极性连接，称为电源逆 串；
图（b）也是两电源同极性相连； 图（c）为两电源反极性连接，称为电源顺串； 此时电源E1与E2均输出功率，电阻上消耗的 功率为两电源功率之和：PR＝P1＋P2。
1．有源逆变的工作原理
通过上述分析，我们知道： （1）无论电源是顺串还是逆串，只要电流从电源正极端 流出，则该电源就输出功率；反之，若电流从电源正 极端流入，则该电源就吸收功率。 （2）两个电源逆串连接时，回路电流从电动势高的电源 正极流向电动势低的电源正极。如果回路电阻很小， 即使两电源电动势之差不大，也可产生足够大的回路 电流，使两电源间交换很大的功率。 （3）两个电源顺串时，相当于两电源电动势相加后再通 过R短路，若回路电阻R很小，则回路电流会非常大， 这种情况在实际应用中应当避免。
一、单相桥式整流电路
1．单相桥式全控整流 电路 （1）电阻性负载 单相桥式整流电路带电 阻性负载的电路
1．单相桥式全控整流电路
单相桥式整流电路带电阻性负载的工作波形
1．单相桥式全控整流电路
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算：
①、输出电压平均值的计算公式：
1 Ud
1 cos 2U 2 sin td ( t ) 0 .9U 2 2
1）KP5-7 P=1.42Kw
逆变电路 • 引言
逆变的概念
逆变——与整流相对应，直流电变成交流电。
交流侧接电网，为有源逆变。 交流侧接负载，为无源逆变。
逆变与变频
变频电路：分为交交变频和交直交变频两种。 交直交变频由交直变换（整流）和直交变换两部分组成 ，后一部分就是逆变。
主要应用
• 各种直流电源，如蓄电池、干电池、太阳能电池等。 • 交流电机调速用变频器、不间断电源、感应加热电源等 电力电子装置的核心部分都是逆变电路。
I dD I dT 10A
整流二极管和晶闸管的电流有效值为
180 60 IT Id 30A 17.3 A 2 360
I D I T 17.3 A
续流二极管的电流平均值与有效值为 60 I dVD I d 30 10 A 180
1）A
2）D
3）A
4）B
4.画图题
1）单相桥式半控整流电路，电阻性负载。 当控制角α=90º 时，画出：负载电压ud、 晶闸管VT1电压uVT1、整流二极管VD1电压 uVD1，在一周期内的电压波形图。
5.计算题（1）
单相半控桥电路，对恒温电炉供电。已知 电炉的电阻为34Ω，直接由220V交流电网 输入，试选择晶闸管的型号，并计算电炉 的功率。
1 cos U d 0 . 9U 2 2
Ud U 2 1 cos Id 0 .9 Rd Rd 2
②、负载电流平均值的计算公式：
③、流过一只晶闸管和整流二极管的电流的平均值和有效值的计算公式：
I dT I dD
1 Id 2
IT
1 2
I
④、晶闸管可能承受的最大电压为：
练习一
单相桥式电路,大电感负载,不接续 流二极管,设控制角a为60度 ,U2=100V,R=10.
•画出ud,uT1,iT1的波形, •求出 Ud, IT, UTn
2．单相桥式半控整流电路
(1）电阻性负载 电阻性负载电路和工作波形分析
(1）电阻性负载
单相全控桥式整流电路带电阻性负载电路参数的计算： ①、输出电压平均值的计算公式： 移相范围是0°～180°。
U TM
2U 2
练习二
单相桥式全控整流电路带大电感负载时，
它与单相桥式半控整流电路中的续流二极
管的作用是否相同？为什么？
解：作用不同。全控整流电路电感性负载时，其 输出电压波形出现负值，使输出电压平均值降低 ，因此，负载两端接上续流二极管后，输出电压 波形中不再有负值，可以提高输出平均电压，以 满足负载的需要。 半控桥电路电感性负载时，由于本身的自然续流 作用，即使不接续流二极管，其输出电压波形也 不会出现负值。但是一旦触发脉冲丢失，会使晶 闸管失控。因此仍要再负载两端街上续流二极管 ，防止失控。
《电力电子技术》 电子教案
项目二 直流调速装置
【学习目标】
1. 掌握单相桥式可控整流电路的工作原理。 2. 掌握有源逆变电路的工作原理。 3．识别GTO的器件，了解其功能和作用。 4．掌握GTO的工作原理。 5．分析晶闸管直流调速装置的工作原理。
【课题描述】
可控整流电路的应用是电力电子技术中应用 最为广泛的一种技术。本课题将以直流调速 装置为例，让大家了解单相桥式可控整流电 路和有源逆变电路在直流调速装置中的应用。
二 有源逆变 将直流电转变成交流电，这种对应 于整流的逆向过程，称“逆变”。 有源逆变则指的是将直流电转换成 交流电后，再将它反送回交流电网 。这里的“源”即指交流电网。
例如晶闸管控制的电力机车，交流电 经可控整流后，供电给直流电机。 在正常运行时，从交流电网供给功率 来拖动机车； 当机车下坡时，直流电机将作为发电 机运行，此时发出的直流电能用同一 套晶闸管的控制转换成交流电反送回 电网。
Ud U2 Id 0 .9 cos Rd Rd