晶闸管可控整流技术直流电机调速系统
晶闸管直流调速系统资料
4 -1 晶闸管直流调速系统主要单元调试
一、实验目的
1.熟悉直流调速系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
2.掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验内容
1.调节器的调试
2.电平检测器的调试
3.反号器的调试
4.逻辑控制器的调试
三、实验设备及仪器
1 . DKSZ 一l 型实验装置主控制屏DK01
2 . DK02 、DK03、DK04挂箱
3 .二踪扫描示波器
4 .万用电表
四、实验方法
实验中所用的各控制单元的原理图见第二章有关内容。
1 .调节器(AsR 、ACR )的调试
合上低压直流电源开关,观察各指示灯指示是否正常。
( l )调零.将调节器输入端接地,把串联反馈网络中的电容短接,使调节器变为P调节器,再调节面板上的调零电位器,使调节器的输出为零。
( 2 )调整输出正、负限幅值. 将反馈电容短接线去掉,使调节器变为PI 调节器,加入一定的输入电压,调整正、负限幅电位器,使输出正负最大值为所需的数值。
( 3 )测定输入输出特性.向调节器输入端逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅值,并画出曲线。
( 4 )观察PI 特性.突加给定电压UG,用示波器观察输出电压的变化规律,改变调节器的放大倍数及反馈电容,观察输出电压的变化。反馈电容由外接电容箱改变数值。
2 .电平检测器的调试
1)测定转矩极性鉴别器DPT的环宽,要求环宽为0.4-0.6V,记录高电平值,调节RP1使环宽对称纵坐标。
2)测定零电流检测器DPZ的环宽,要求环宽也为0.4-0.6V,调节RP1使回环向纵坐标右侧偏离0.1-0.2V。
可控硅直流调速系统
可控硅直流调速系统
可控硅直流调速系统
(电气综合课程设计)
目录
前言-----------------------------------------------------3第1章课程的设计和要求
1.1主要性能指标-----------------------------------------4
1.2设计要求
----------------------------------------------------4
1.3给定条件
----------------------------------------------------4
第2章系统的原理与方案选择
2.1直流电动机调速的原理依据
------------------------------4
2.2直流调速系统方案的选择
---------------------------------5
2.3控制系统的选择
-----------------------------------------
---6
第3章调速系统的设计
3.1系统的组成
-------------------------------------------------6
3.2系统的动态数学模型
--------------------------------------8 第4章双闭环直流调速系统的设计(工程设计法)
4.1主要装置的选用和参数的计算
----------------------------8
4.2电流调节器的设计
-----------------------------------------10
模块十 晶闸管—电动机直流调速系统的测试与检修
图1.10.6 六脉冲触发器的实用ຫໍສະໝຸດ Baidu路
UIa、UIb、UIc为正弦波同步电压, Uk是给定电压,RP4提供负的偏置电压Up, 各路触发器的锯齿波斜率由分别由RP1、R1、 C1,RP2、R15、C4, RP3、R29、C8共同决 定。相隔60°的触发脉冲,从IC1的①脚 →IC3的脚→IC2的①脚→IC1的脚→IC3的 ①脚→IC2的脚顺序输出。
(5)调节Uk控制电压,观察电压表 的Ud值的变化情况。记录α = 120°、 90°、60°、30°时的Ud波形以及直
流输出电压Ud的平均值。
课题二 晶闸管—电动机直流调 速系统单闭环控制检测与调试
晶闸管—机直流调速装置单闭环 系统增加了积分放大调节电路、电压 负反馈电路、电流截止负反馈、保护 电路,系统的框图如图1.10.19所示。
3.低速封锁电路
由集成运放IC1A构成比较器,当给定 电压小于某个值时(约0.3V),比较器有 输出,输出电压Ud = 0V,防止电动机出现 爬行现象。
4.缺相保护电路
当主电路缺相时,缺相变压器检测到 零线中的电流不为零,该信号经过半波整 流,变成一个电压信号,加入到集成运放 LM311构成的保护比较器输入端。
(b)三相全控桥式整流主电路及继电保护实用电路图 图1.10.2 三相全控桥式整流主电路
共阴极组VT1→ VT1 VT3→ VT 3 VT5→ VT5共阳极组VT6 VT2→ VT2 VT4→ VT4 VT 6图1.10.2(b)为三相全 控桥式整流主电路及继电保护实用电路图, 它包括了主电路和继电保护电路两部分。
实验一 晶闸管直流调速系统主要单元的调试
实验二晶闸管直流调速系统主要单元的调试
一、实验目的
(1)熟悉直流调整系统主要单元部件的工作原理及调速系统对其提出的要求。
(2)掌握直流调速系统主要单元部件的调试步骤和方法。
二、实验所需挂件及附件
三、实验内容
(1)速度调节器的调试
(2)电流调节器的调试
(3)“零电平检测”及“转矩极性鉴别”的调试
(4)反号器的调试
(5)逻辑控制器的调试
四、实验方法
将DJK04挂件的十芯电源线与控制屏连接,打开电源开关,即可以开始实验。
220
(1)速度调节器的调试
①调节器调零
将DJK04中“速度调节器”所有输入端接地,再将DJK08中的可调电阻120K接到“速度调节器”的“4”、“5”两端,用导线将“5”、“6”短接,使“电流调节器”成为P (比例)调节器。调节面板上的调零电位器RP3,用万用表的毫伏档测量电流调节器“7”端的输出,使调节器的输出电压尽可能接近于零。
②调整输出正、负限幅值
把“5”、“6”短接线去掉,将DJK08中的可调电容0.47uF接入“5”、“6”两端,使调节器成为PI (比例积分)调节器,然后将DJK04的给定输出端接到转速调节器的“3”端,当加一定的正给定时,调整负限幅电位器RP2,观察输出负电压的变化,当调节器输入端加负给定时,调整正限幅电位器RP1,观察调节器输出正电压的变化。
③测定输入输出特性
再将反馈网络中的电容短接(将“5”、“6”端短接),使速度调节器为P (比例)调节器,在调节器的输入端分别逐渐加入正负电压,测出相应的输出电压,直至输出限幅,并画出曲线。
④观察PI特性
直流电机晶闸管调速系统
包括控制回路:速度环、电流环、触发脉冲发生器等。
. 主回路:可控硅整流放大器等。
. 速度环:速度调节(PI),作用:好的静态、动态特性。
. 电流环:电流调节(P或PI)。作用:加快响应、启动、低频稳定等。
. 触发脉冲发生器:产生移相脉冲,使可控硅触发角前移或后移。
. 可控硅整流放大器:整流、放大、驱动,使电机转动。
2)主回路工作原理
组成:由大功率晶闸管构成的三相全控桥式(三相全波)反并接可逆电路,分成二大部分(Ⅰ和Ⅱ),每部分内按三相桥式连接,二组反并接,分别实现正转和反转。
原理:三相整流器,由二个半波整流电路组成。每部分内又分成共阴极组(1、3、5)和共阳极组(2、4、6)。为构成回路,这二组中必须各有一个可控硅同时导通。1、3、5在正半周导通,2、4、6在负半周导通。每组内(即二相间)触发脉冲相位相差120o,每相内二个触发脉冲相差180°。按管号排列,触发脉冲的顺序:1-2-3-4-5-6,相邻之间相位差60°。为保证合闸后两个串联可控硅能同时导通,或已截止的相再次导通,采用双脉冲控制。既每个触发脉冲在导通60o后,在补发一个辅助脉冲;也可以采用宽脉冲控制,宽度大于60o,小于120°。只要改变可控硅触发角(即改变导通角),就能改变可控硅的整流输出电压,从而改变直流伺服电机的转速。触发脉冲提前来,增大整流输出电压;触发脉冲延后来,减小整流输出电压。
3)控制回路分析
.
[总结]速度控制的原理:
①调速:当给定的指令信号增大时,则有较大的偏差信号加到调节器的输入端,产生前移的触发脉冲,可控硅整流器输出直流电压提高,电机转速上升。此时测速反馈信号也增大,与大的速度给定相匹配达到新的平衡,电机以较高的转速运行。
晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速是现代工业中的一种常见调速方式。它利用晶闸管的导通和关断控制电机的电流大小,进而达到调速的目的。本文将详细介绍晶闸管直流电机调速的原理和实现方法。
一、晶闸管的工作原理
晶闸管是一种半导体器件,它具有控制电流的能力。当晶闸管的控制端施加一个触发脉冲信号时,晶闸管会导通,电流就可以通过晶闸管流过。反之,如果没有控制信号,晶闸管就不导通,电流就无法通过。晶闸管的导通和关断是由控制信号控制的。
二、晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速的原理就是利用晶闸管的导通和关断控制电机的电流大小,从而达到调速的目的。具体实现方式如下:
1.控制电压
直流电机的转速和电压成正比,因此可以通过控制电压来实现调速。晶闸管可以控制电压的大小,因此可以通过控制晶闸管的导通时间来调节电机的电压,进而实现调速。
2.控制电流
直流电机的转矩和电流成正比,因此可以通过控制电流来实现调速。晶闸管可以控制电流的大小,因此可以通过控制晶闸管的导通角度来调节电机的电流,进而实现调速。
3.控制电压和电流
当需要更精确的调速时,可以同时控制电压和电流。此时,需要根据电机的负载情况来调节电压和电流的大小,以达到最佳调速效果。
三、晶闸管直流电机调速的实现方法
实现晶闸管直流电机调速需要使用一些辅助电路。常用的辅助电路有触发电路、阻容电路和反电动势制动电路等。这些电路可以实现对晶闸管的控制,从而实现对电机的调速。
触发电路是控制晶闸管导通和关断的核心电路。它可以将控制信号转化为晶闸管能够识别的触发脉冲信号。阻容电路和反电动势制动电路则可以保证晶闸管和电机的安全运行。
自动控制技术第三章 直流调速系统
第三章 直流调速系统
这种调速方法的特点是: (1)由于调速是在励磁回路中进行,功率较小,故能量损耗小、控制方便。 (2)可以得到平滑的无级调速,但转速只能从额定转速往上调,不能在额定 转速以下进行调速,故往往只作为辅助调速,与前面两种调速方法一起组合使用。 (3)一般来讲削弱磁场调速的调速范围较窄,而且当磁通减少太多时,由于 电枢磁场对主磁场的影响加大而使电动机换向困难,火花较大。另外还必须考虑 到电枢机械强度的影响。因此,对一般的直流电动机而言,最高转速控制在两倍 额定转速的范围内。
晶闸管可控整流器供电的直流调速系统(V-M系统)
第三章 直流调速系统
与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比, 晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有 很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的 优越性。由图可见,晶闸管可控整流器的功率 放大倍数在104以上,其门极电流可以直接用晶 体三极管来控制,不再像直流电动机那样需要 较大功率放大装置。在控制作用的快速性方面, 变流机组是秒级,而晶闸管整流器是毫秒级, 这将会大大提高系统的动态性能。
并励直流电动机机械特性曲线图
串励直流电动机机械特性曲线图
第三章 直流调速系统
该调速方法的特点是: (1)所需设备较简单、成本低,因此在小功率直流电动机中用得较多。 (2)电动机转速只能调低,而且为有级调速。特性曲线较软,即负载变动时, 电动机转速变化较大。 (3)在调速电阻上有较大的能量损耗,即经济性能较差。 目前,此种调速方法已逐步被晶闸管可调直流电源调速代替。
(完整版)晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定
晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定
一、实验目的
(1)熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。
(2)掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。
二、实验原理
晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机—发动机组等组成。
在本实验中,整流装置的主电路为三相桥式电路,控制电路可直接由给定电压U
g
作为触发
器的移相控制电压U
ct ,改变U
g
的大小即可改变控制角α,从而获得可调直流电压,以满足实验
要求。实验系统的组成原理如图1所示。
图1 晶闸管直流调速试验系统原理图
三、实验内容
(1) 测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R 。 (2) 测定晶闸管直流调速系统主电路电感值L.
(3) 测定直流电动机—直流发电机-测速发电机组的飞轮惯量GD 2
。 (4) 测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数T d 。 (5) 测定直流电动机电势常数C e 和转矩常数C M 。 (6) 测定晶闸管直流调速系统机电时间常数T M . (7) 测定晶闸管触发及整流装置特性()ct d U f U =. (8) 测定测速发电机特性()n f U TG =。
四、实验仿真
晶体管直流调速实验系统原理图如图1所示。该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图2是采用面向电气原理图方法构成的晶闸管直流调速系统的仿真模型。下面介绍各部分的建模与参数设置过程.
4.1 系统的建模和模型参数设置
系统的建模包括主电路的建模与控制电路的建模两部分.
(1)主电路的建模与参数设置
直流电机控制系统(晶闸管整流
目录
目录 (1)
1.设计总体思路 (2)
2.基本原理框图 (2)
3.单元电路设计 (3)
3.1主电路器件的计算与选择 (3)
3.1.1变压器的选择 (3)
3.1.2晶闸管的选型 (3)
3.1.3过电压保护原理及计算选择 (3)
3.1.4过电流保护 (5)
3.1.5电抗器的参数计算与选择 (7)
3.2控制电路的介绍 (7)
3.2.1引脚排列、各引脚的功能及用法 (7)
3.2.2电流转速闭环调节电路 (10)
3.2.3.功率放大电路 (10)
4.故障分析与改进 (12)
5.实验与仿真 (12)
6.心得体会 (13)
7.附件 (15)
8.参考文献 (16)
1.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目的。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
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30KW
3.1.1变压器的选择
变压器二次侧相电压U2=Ud/2.34
晶闸管整流直流电动机调速系统
晶闸管整流直流电动机调速系统设计
概述:许多机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节,并且要求有良好的稳态、动态性能。而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能,在高性能的拖动技术领域中,相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟,应用最广泛的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
本此设计主要:就是针对直流调速装置,利用晶闸管相控整流技术,结合集成触发器芯片和调节器,组成晶闸管相控整流直流电动机调速系统,主要应用的芯片是TCA785集成移相触发控制芯片,实现调速系统。同时设计出完整的电气原理图,将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。
关键词:双闭环直流调速晶闸管相控
1 设计意义及要求
1.1 设计意义
电力电子装置是以满足用电要求为目标,以电半导器件为核心,通过合理的电路拓扑和控制方式,采用相关的应用技术对电能实现变换和控制装置。
通过此次课程设计要求学会电力电子装置的设计,能够利用相控整流装置对直流电动机进行调速系统的设计。
1.2 设计要求
本次课程设计的题目是晶闸管相控整流直流电动机调速系统设计。 已知直流电动机参数:N P =3KW ,N U =220V ,N I =17.5A ,N n =1500min r 。要求采用集成触发器及调节器构成转速电流闭环的直流调速系统。设计绘制该系统的原理图,并计算晶闸管的额定电压和额定电流。
2 系统电路设计
根据设计的要求,可将设计分为两大部分,一是主电路及系统原理图,二是控制电路,系统原理图部分我们采用的是三相全控整流装置,在这里我们使用三个TCA785芯片以便满足设计的要求,同时要加入转速电流双闭环系统,更好的实现调速的要求,达到稳定的速度效果。电路原理总图见附录。
晶闸管直流电动机调速系统的设计
晶闸管直流电动机调速系统的设计
摘要:该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路,采用同步信号为锯齿波的触发电路,本触发电路分成三个基本环节:同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。此外,还有双窄脉冲形成环节。同时考虑了保护电路和缓冲电路,通过参数计算对晶闸管进行了选型,也对直流电动机进行了简单的介绍。
关键词:可控整流晶闸管触发电路缓冲电路保护电路
1 设计的性质和目的
半导体变流技术自六十年代出现以来获得迅速发展,它的应用日益广泛,已深入各工业电气自动化领域,成为机电一体化的重要组成部分. 晶闸管可控整流直流电动机调速系统是半导体技术的一种应用类型,它具有高效率无级调速的优点。
本设计中的调速系统在矿山牵引,运输和包装机械中应用十分广泛,直流电动机具有良好的起动性和调速性能,它的特点是起动转距大,能在宽广的范围内平滑,经济地调速,转速容易控制,调速后的效率仍然很好。
本设计中的电动机参数自动测试系统适用于晶闸管-直流电动机系统,而且也适用于其他运动控制系统,过程控制系统或机电控制系统。
直流电机有三种控制方式,即控制电枢电压改变电动机的转速,控制电动机励磁电流改变电动机的转速以及电枢串电阻调速。
1)单向驱动
用晶闸管控制直流电动机时功率较小的电动机采用单相电源,功率较大电动机的主回路采用三相以上电源。一般都有整流变压器,但有不同相数和接法大部分采用三相桥式连接。
电动机以最低速度连续运行时,电流不容易连续,高精度控制时,如果负载电路不连续,相当于电枢电阻增大,为此可在主电路中接入较大电感,防止电流
晶闸管—直流电动机调速系统
7.1 晶闸管—直流电动机调速系统
采用晶闸管可控整流电路给直流电动机供电,通过移相触发,改变直流电动机电枢电压,实现直流电动机的速度调节。这种晶闸管—直流电动机调速系统是电力驱动中的一种重要方式,更是可控整流电路的主要用途之一。可以图7-1所示三相半波晶闸管—直流电动机调速系统为例,说明其工作过程和系统特性。
直流电动机是一种反电势负载,晶闸管整流电路对反电势负载供电时,电流容易出现断续现象。如果调速系统开环运行,电流断续时机械特性将很软,无法负载;如果闭环控制,断流时会使控制系统参数失调,电机发生振荡。为此,常在直流电机电枢回路内串接平波电抗器Ld,以使电流Id尽可能连续。这样,晶闸管—直流电动机调速系统的运行分析及机械特性,必须按电流连续与否分别讨论。
8.1.1 电流连续时
如果平波电抗器Ld电感量足够大,晶闸管整流器输出电流连续,此时晶闸管—直流电动机系统可按直流等值电路来分析,如图7-2所示。图中,左半部代表电流连续时晶闸管整流器的等效电路,右半部为直流电动机的等效电路。由于电流连续,晶闸管整流器可等效为一个直流电源Ud与内阻的串联,Ud为输出整流电压平均值
(7-1)
式中U为电源相压有效值,为移相触发角。
电流连续情况下,晶闸管有换流重迭现象,产生出换流重迭压降,相当于整流电源内串有一个虚拟电阻,其中LB为换流电感。再考虑交流电源(整流变压器)
的等效内电阻Ro,则整流电源内阻应为,如图所示。
电流连续时直流电动机可简单地等效为为反电势E与电枢及平波电抗器的电阻总和Ra串联,而平波电抗器电感Ld在直流等效电路中是得不到反映的。
可逆晶闸管-电动机直流调速系统
次级绕组形式,可通过改变次级两绕组的连接方式和匝数
比,增加电源侧的电流脉波数,从而达到提高功率因数的
目的。
2021/8/20
15
§7.1可逆晶闸管-电动机(V-M)直流调 速系统组成及工作模式分析
U~F
U~F
U~R
§7.1可逆晶闸管-电动机(V-M)直流调 速系统组成及工作模式分析
VF
U~F
Id
M Id
VR
U~R
图7-1 两组晶闸管可控整流装置反并联可逆线路
交流侧供电电源的连接方式有两种。一种是单电源型形式,
变压器只有一个单次级绕组,如图7-2a所示。另一种是双
电源,或变压器双次级绕组形式,如图7-2b所示。采用双
对于容量比较大的可逆直流调速系统,目前广泛采用的就 是两组晶闸管整流装置构成的可逆线路,这也是本章重点 讨论的内容。
2021/8/20
3
§7.1可逆晶闸管-电动机(V-M)直流调速 系统组成及工作模式分析
7.1.1可逆晶闸管-电动机直流调速系统的组成
采用两组晶闸管可控整流装置反并联构成的可逆V-M直流 调速系统的结构图如图7-1所示。考虑到晶闸管的单向导电 性,可以看出正组晶闸管变流器VF,为电动机提供如图中 实线所示的正向电流,可使电动机工作在一、四象限;反 组晶闸管变流器VR,为电动机提供如图中虚线所示的反向 电流,可使电动机工作在二、三象限。两组变流器分别由 两套触发装置控制,灵活的控制电动机的起、制动和升、 降速。应该注意的是,两组变流器不能同时工作于整流状 态,否则将造成电源短路,因此对控制电路的要求非常严 格。
晶闸管直流调速系统
电力电子课程设计书
——晶闸管直流调速系统设计
******
班级:机电二班
学号:***********
指导教师:***
2012-7-3一、设计意义及目的
通过课程设计是学生对本课程所学内容加深理解另一方面
让学生熟悉工程设计的过程、规范和方法能正确查阅技术资料、技术手册和标准培养学生工程设计能力。
二、设计技术数据及要求
1. 直流电动机额定数据
2. 主电路中晶闸管要有过电压、过电流及抑制其正向电压上升率、正向电流上升率的保护电路。
3.选择合适的晶闸管触发电路。
三、设计内容
1.系统调速方案的确定。
2.主电路的选择与计算
a.整流变压器次级电压的计算整流变压器次级电流及变压器容
量的计算
b.电枢整流桥路中晶闸管额定电压和额定电流的计算,以及晶闸管
型号的确定。
C. 电枢电感M L的计算整流变压器漏电感BL的计算。
3.主电路中各种保护电路的选用及元件参数计算。
摘要
直流电动机具有良好的起、制动性能宜于在大范围内平滑调速在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。晶闸管问世后生产出成套的晶闸管整流装置组成晶闸管—电动机调速系统简称V-M系统和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
本文首先明确了设计的任务和要求在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速原理后依次对晶闸管相控整流调速系统的主电路保护电路检测电路和触发电路进行了设计并且计算了相关参数。最后给出了这次设计的心得体会参考文献和系统的电气总图。
目录设计任务及要求
摘要
晶闸管直流电动机系统——工作于整流状态
1.17U 2 cos a R I d U n Ce Ce
图10-2 三相半波电流连续时以电流表示的 电动机机械特性
Id
10.1.1 工作于整流状态时
2) 电流断续时电动机的机械特性
当负载减小时,平波电抗器中的电感储能减小,致使电流不再连续,此时 其机械特性也就呈现出非线性。
是不存在的, 当Id减小至某一定值Id min以后,电流变为断续,这个 E 0 真正的理想空载点远大于此值。
d
wt
O
I
图10-1 三相半波带电动肌负载且加平波电抗器时 的电压电流波形图
图10-3 电流Байду номын сангаас续时电动势的特性曲线
10.1.1 工作于整流状态时
电流断续时电动机机械特性的特点:
电流断续时理想空载转速抬高。
E E0
分界线
a1
机械特性变软,即负载电流变 化很小也可引起很大的转速变化。
断续区 连续区
主电路电感足够大,可以只考虑电流连续段,完全按线性处理。 当低速轻载时,可改用另一段较陡的特性来近似处理,等效电阻要大 一个数量级。
ud
ua
ub
uc
ud Ud E
idR O
wt
a
E 0 E 2 ( 2U )
0
断续区特性的近似直线
id
ic
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目录
1.引言 (3)
2.原始资料和数据 (3)
3.电路组成和分析 (4)
3.1工作原理 (4)
3.2对触发脉冲的要求 (5)
3.3晶闸管的选型 (6)
3.4参数计算 (7)
3.5二次相电压U2 (7)
3.6一次与二次额定电流及容量计算 (8)
4.触发电路的设计 (9)
5保护电路的设计 (10)
5.1电力电子器件的保护 (10)
5.2过电压的产生及过电压保护 (11)
5.3过电流保护 (11)
6.缓冲电路的设计 (12)
7.总结 (14)
参考文献 (15)
晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计
摘要:可控整流电路技术在工业生产上应用极广。如调压调速直流电源、电解及电镀的直流电源等。把交流电变换成大小可调的单一方向直流电的过程称为可控整流。整流器的输入端一般接在交流电网上。为了适应负载对电源电压大小的要求,或者为了提高可控整流装置的功率因数,一般可在输入端加接整流变压器,把一次电压U1,变成二次电压U2。由晶闸管等组成的可控整流主电路,其输出端的负载,可以是电阻性负载、大电感性负载以及反电动势负载。以上负载往往要求整流能输出在一定范围内变化的直流电压。为此,只要改变触发
电路所提供的触发脉冲送出的早晚,就能改变晶闸管在交
流电压U2一周期内导通的时间,这样负载上直流平均值就可以得到控制。
该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路,采用同步信号为锯齿波的触发电路,本触发电路分成三个基本环节:同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。此外,还有双窄脉冲形成环节。同时考虑了保护电路和缓冲电路,通过参数计算对晶闸管进行了选型,也对直流电动机进行了简单的介绍。
关键词:可控整流晶闸管触发电路缓冲电路保护电路
1.引言
当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是自动控制系统的主要形式。
由可控硅整流装置供给可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比,不仅在经济性和可靠性上有很大提高,而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点,但是它承受过电压和过电流的能力较差,很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。为了使器件能够可靠地长期运行,必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施。为此,在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护;在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护;在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护;并把快速熔断器直接与可控硅串联,对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展,该方面的用途越来越广泛。由于电力电子装置的电能变换效率高,完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%~40%,因此它是一项节能技术,整流技术就是其中很重要的一个环节
2.原始数据:
1、输入交流电源:
2、三相380V
±10% f=50Hz
3、直流输出电压:
4、0~220V
5、50~220V范围内,直流输出电流额定值100A
6、直流输出电流连续的最小值为10A
3.电路组成和分析
该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路,根据三相桥式全控整流电路对触发电路的要求,采用同步信号为锯齿波的触发电路,设计时采用恒流源充电,输出为双窄脉冲,脉冲宽度在8°左右。本触发电路分成三个基本环节:同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。此外,还有双窄脉冲形成环节。同时考虑了保护电路和缓冲电路,通过参数计算对晶闸管进行了选型。
三相可控整流电路的控制量可以很大,输出电压脉动较小,易滤波,控制滞后时间短。,由于三相半波可控整流电路的主要缺点在于其变压器二次侧电流中含有直流分量,为此在应用中较少。而采用三相桥式全控整流电路,可以有效的避免直流磁化作用。
根据已知要求,额定电流为25A,额定电压为220V,可求的功率P=220
⨯25=5.5KW,一般整流装置容量大于4KW,选用三相整流较为合适。下图1-1为三相全控桥式整流电路。
图1-1三相全控桥式整流电路
3.1工作原理
图为三相桥式整流电路在а=0º时直流电动机串平波电抗器负载时的电压电流波形。电路要求6块触发电路6先后向各自所控制的6只晶闸管的门极在自然换向点送出触发脉冲,即共阴极组在三相电源相电压正半波的1、3、5交点处向TV
1、TV
3与TV
5输出触发脉冲;而共阳极三相电源电压负半波的2、4、6交点处向TV
2、TV
4、TV
6输出触发脉冲;共阴极组输出直流电压U d2为三相电源相电压负半波的包络线。三相全控桥式整流电路输出整流电压Ud=Umn=Ud1-Ud2,为三相电源6个线电压正半波的包络线。各线电压正半波的交点1~6就是三相全控桥电路6只晶闸管VT1~VT6的α=0º的点。详细分析如下:
在ω
t1~
ω
t2间,U相电压最高,共阴极组的VT1管被触发导通,电流由U相经VT1流向负载,又经VT6流入V相,整流变压
器U、V两相工作,所以三相全控桥输出电压Ud为Ud=Ud1-Ud2=Uu-Uv=Uuv的线电压波形。
经过60º进入ω
t2~
ω
t3区间,U相电压仍然最高,VT1继续导通,W相电压最低,在VT2
管承受的2交点时刻被解发导通,VT2管的导通使VT6承受uwv的反压关断。这区间负载电流仍然从电源U相流出经VT1、负载、VT2回