晶闸管可控整流技术直流电机调速系统
晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速原理在工业生产中，电机作为一种常见的驱动设备，被广泛应用于各种机械设备中。
为了实现电机的调速功能，晶闸管直流电机调速技术应运而生。
晶闸管直流电机调速原理主要通过控制晶闸管的导通角度和导通时间来实现电机的转速调节，下面将详细介绍晶闸管直流电机调速原理。
晶闸管是一种电子元件，具有双向导电性，可以实现控制电流的方向和大小。
在晶闸管直流电机调速系统中，晶闸管起着关键作用。
通过改变晶闸管的导通角度和导通时间，可以控制电机的输出功率，从而实现电机的调速。
晶闸管直流电机调速系统通常由控制电路、晶闸管、电机和电源组成。
控制电路通过检测电机的转速信号，计算电机的转速与设定转速之间的偏差，并根据偏差来控制晶闸管的导通角度和导通时间。
晶闸管控制电机的供电，从而影响电机的转速。
晶闸管直流电机调速系统的工作原理如下：当电机启动时，晶闸管导通，电机开始转动。
控制电路检测电机的转速信号，计算出电机的转速与设定转速之间的偏差。
根据偏差大小，控制电路调节晶闸管的导通角度和导通时间，控制电机的供电，使电机的转速逐渐接近设定转速。
晶闸管直流电机调速系统具有响应速度快、精度高、效率高的优点，可以满足工业生产对电机转速精度和稳定性的要求。
此外，晶闸管直流电机调速系统还具有结构简单、成本低廉、维护方便的特点，适用于各种工业场合的电机调速需求。
总的来说，晶闸管直流电机调速原理是通过控制晶闸管的导通角度和导通时间来实现电机的转速调节。
该系统具有快速响应、高精度、高效率的优点，适用于各种工业场合的电机调速需求。
希望通过本文的介绍，能让读者对晶闸管直流电机调速原理有更深入的了解。
第17单元 晶闸管直流调速系统
（1）调阻调速
（2）调压调速
工作条件： 保持励磁 = N ； 保持电阻 R = Ra 调节过程： 改变电压 UN U U n ， n0 调速特性： 转速下降，机械特 性曲线平行下移。
（3）调磁调速
工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 N n ， n0 调速特性： 转速上升，机械特性曲 线变软。
n U
M
+
(+)
组 成 ： 由~M拖动 = G→=G 给 =M供电→直 流励磁发电 机 GE 给 = G 和=M励磁。
原 理 ：
调节→U改变→ 转速n变化。改 变方向，n转向 跟着改变。
特 点 ：
设备多、体积大、 费用高、效率低、 安装维护不便、运
行有噪声。
2、静止可控整流器--利用静止的可控整流器(如晶闸管 可控整流器)，获得可调的直流电压。（V-M系统）
优点:
运行稳定、效率高、静动 态性能好；
缺点: 容量不大
开环V-M系统的机械特性
1、系统组成
GT
Un
~
L
~
n M
+
V
Ud
2.调节原理
图1-4 晶闸管直流调速系统
* 调节 U →改变移相角α→改变 U→ n d
n改变。
3.开环系统机械特性
电流连续时：
电流断续时：
晶闸管整流 器可看成是 一个线性的 可控电压源
I R0 C
u ex 1
U ex ( S ) U in ( S )
in
Is
I
u
0
t
dt
④PI（比例积分）控制器
直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：直流电动机有三种
直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：直流电动机有三种调速方法：1）调节电枢供电电压U ；2）减弱励磁磁通Φ；3）改变电枢回路电阻R 。
特点：对于要求在一定范围内无极平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。
改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
晶闸管—电动机系统当电流断续时机械特性的显著特点是什么？答：电流断续时的电压、电流波形图（Ⅰ10P 、Ⅱ 12P ）（三相零式为例）。
断续时，0d u 波形本身与反电势E 有关，因而就与转速n 有关，而不是像电流连续时那样只由控制角α决定的常值。
机械特性呈严重的非线性，有两个显著的特点：第一个特点是当电流略有增加时，电动机的转速会下降很多，即机械特性变软。
当晶闸管导通时，整流电压波形与相电压完全一致，是电源正弦电压的一部分。
当电流断续后，晶闸管都不导通，负载端的电压波形就是反电势波形。
电流波形是一串脉冲波，其间距为︒120，脉冲电流的底部很窄。
由于整流电流平均值d I 与电流波形包围的面积成正比，如果电流波形的底部很窄，为了产生一定的d I ，各相电流峰值必须加大，因为RE u i d d -=,而整流输出的瞬时电压d u 的大小由交流电源决定，不能改变。
也就是说应使E 下降很多即转速下降很多，才能产生一定的d I ，这就是电流断续时机械特性变软的原因。
第二个特点是理想空载转速0n 升高。
因为理想空载时0=d I ，所以2m a x 02U u E d ==，所以0n 升高。
简述直流PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图所示，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
Ug0Ton T t 直流PWM 变换器基本结构直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：频率一定、宽度可调的脉动直流电压。
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。
②干扰：假如系统受到外界干扰，如负载增加，电机转速下降，速度反馈电压降低，则速度调节器的输入偏差信号增大，其输出信号也增大，经电流调节器使触发脉冲前移，晶闸管整流器输出电压升高，使电机转速恢复到干扰前的数值。
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。
四、总结晶闸管直流电机调速可以实现对电机的精确控制，适用于许多工业领域。
它的实现方法较为复杂，需要使用多个辅助电路。
但是，由于晶闸管的优异特性和可靠性，晶闸管直流电机调速仍然是工业调速的重要方式之一。
晶闸管双闭环直流调速系统设计
晶闸管双闭环直流调速系统设计引言：直流调速系统广泛应用于电机控制领域，其中晶闸管双闭环直流调速系统具有较好的性能和可靠性。
本文将介绍晶闸管双闭环直流调速系统的设计原理和步骤，并分析其性能和可行性。
一、系统设计原理：晶闸管双闭环直流调速系统由速度环和电流环组成。
其中速度环通过测量电机转速与期望速度之间的误差并反馈控制，通过调整电机的输入电压来改变电机的转速。
电流环通过测量电机输出电流与期望电流之间的误差并反馈控制，通过调整晶闸管的导通角来改变电机的输出电流。
速度环和电流环通过PID控制器进行控制，实现闭环控制。
二、系统设计步骤：1.确定系统参数：包括电机参数、电压参数、电流参数和速度参数等。
根据实际情况选择合适的参数值。
2.设计速度环：首先选择合适的速度传感器进行速度测量，如光电编码器或霍尔元件。
然后根据测量值与期望速度之间的误差计算PID控制器的输出值，进一步控制电机的输入电压。
3.设计电流环：选择合适的电流传感器进行电流测量，如电流互感器或霍尔元件。
根据测量值与期望电流之间的误差计算PID控制器的输出值，进一步控制晶闸管的导通角。
4.设计反馈回路：将测量到的速度和电流信号经过滤波器进行滤波处理，减小干扰。
然后将滤波后的信号输入到PID控制器，计算控制器的输出值。
最后将控制器的输出值经过扩大器进行放大，最终作为输入信号驱动电机。
5.系统仿真和优化：使用MATLAB等仿真软件进行系统仿真，分析系统的性能和稳定性。
根据仿真结果，调整控制参数和系统结构，优化系统性能。
三、系统性能和可行性分析：晶闸管双闭环直流调速系统具有较好的稳态和动态性能。
速度环能够实现对电机速度的精确控制，适应不同负载的要求。
电流环能够实现对电机输出电流的精确控制，保证电机的安全运行。
经过优化设计的系统具有较快的响应速度、较小的超调量和较好的稳定性。
总结：本文介绍了晶闸管双闭环直流调速系统的设计原理和步骤，并分析了其性能和可行性。
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。
2.1 系统主电路 晶闸管相控整流电路有单相、三相、全控、半控等，调速系统一般采用三相桥式全控整流电路，如图1所示。
晶闸管直流电动机调速系统设计设计
晶闸管直流电动机调速系统设计目录1设计概述 (1)1.1 设计意义及要求 (1)1.2 方案分析 (1)1.2.1 可逆调速方案 (1)1.2.2 控制方案的选择 (2)2主电路的设计与分析 (3)2.1 整流电路 (3)2.2 斩波调速电路 (4)3控制电路的设计与分析 (5)3.1 触发电路的设计与分析 (6)3.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析 (6)3.2.1 欠压锁定功能 (7)3.2.2系统的故障关闭功能 (7)3.2.3软起动功能 (7)3.2.4 波形的产生及控制方式分析 (8)3.3 延时、驱动电路的设计 (8)3.4 ASR和ACR调节器设计 (9)3.4.1 ASR（速度调节器） (9)3.4.2 ACR（电流调节器） (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)晶闸管直流电动机调速系统设计1设计概述1.1 设计意义及要求有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
改变电枢电压的极性，或改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。
当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多，可以改变直流电机电枢两端电压的方向，可以改变直流电机励磁电流的方向等等，即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。
电枢励磁反接方法需要的晶闸管功率小，适用于被控电机容量很小的情况，励磁电路中需要串接很大的电感，调速时，电机响应速度较慢且需要设计很复杂的电路，故在设计中不采用这种方式。
电枢电压反接法可以应用在电机容量很的情况下，且控制电路相对简单电枢反接反向过程很快，在实际应用中常常采用，本设计中采用该方法。
电枢电压反接电路可以采用两组晶闸管反并联的方式，两组晶闸管分别由不同的驱动电路驱动，可以做到互不干扰。
晶闸管-直流电动机单闭环调速系统
1.直流调速系统的动态指标对于一个调速系统，电动机要不断地处于启动、制动、反转、调速以及突然加减负载的过渡过程，此时，必须研究相关电机运行的动态指标，如稳定性、快速性、动态误差等。
这对于提高产品质量和劳动生产率，保证系统安全运行是很有意义的。
（1）跟随指标：系统对给定信号的动态响应性能，称为“跟随”性能，一般用最大超调量σ，超调时间t和震荡次数N三个指标来衡量，图s2.1是突加给定作用下的动态响应曲线。
最大超调量反映了系统的动态精度，超调量越小，则说明系统的过渡过程进行得平稳。
不同的调速系统对最大超调量的要求也不同。
一般调速系统σ可允许10%~35%；轧钢机中的初轧机要求小于10%，连轧机则要求小于2%~5%，；而在张力控制的卷曲机反映了系统的快速性。
系统（造纸机），则不允许有超调量。
调整时间ts为0.2s~0.5s，造纸机为0.3s。
振荡次数也反映了系统的例如，连轧机ts稳定性。
例如，磨床等普通机床允许震荡3次，龙门刨及轧机则允许振荡1次，而造纸机不允许有振荡。
图2.1突加给定作用下的动态响应曲线（2）抗扰指标：对扰动量作用时的动态响应性能，称为“抗扰”性能。
一般用最大动态速降Δnmax ，恢复时间tf和振荡次数N三个指标来衡量。
用图2.2是突加负载时的动态响应曲线。
最大动态速降反映了系统抗扰动能力和系统的稳定性。
由于最大动态速降及扰动量的大小是有关的，因此必须同时注明扰动量的大小。
恢复时间反映了系统的抗扰动能力和快速性。
振荡次数N同样代表系统的稳定性及抗扰动能力图2.2突加负载时的动态响应曲线2.晶闸管电动机直流调速系统存在的问题图2.3 V-M系统的运行范围晶闸管整流器也有它的缺点。
首先，由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。
由半控整流电路构成的V-M 系统只允许单象限运行（图2.3a），全控整流电路可以实现有源逆变，允许电动机工作在反转制动状态，因而能获得二象限运行（图2.3b）。
自动控制原理课程设计--晶闸管-直流电机调速系统
自动控制原理课程设计--晶闸管-直流电机调速系统目录第一章设计内容及要求.....................错误!未定义书签。
第二章设计过程. (33)第三章系统仿真模型的建立 (108)第四章总结与体会························错误!未定义书签。
11参考文献 ······································错误!未定义书签。
2设计任务及设计过程（一）设计任务晶闸管-直流电机调速系统如图所示（ksm10）1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。
2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：（1）相角稳定裕度Pm>40º, 幅值稳定裕度Gm>13。
（2）在阶跃信号作用下，系统超调量Mp<25%，调节时间Ts<0.15秒。
3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。
4、给出校正装置的传递函数。
5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。
6、分别画出系统校正前、后的的根轨迹图。
7、在SIMULINK中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。
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晶闸管-直流调速系统是一种广泛应用于工业生产和家庭生活中的电力控制系统。
它可以实现电机的速度调节和转矩控制，具有功率输出大、效率高、控制精度高等优点。
为了保证系统的正常工作，需要对其参数和环节特性进行测定。
一、系统参数测定1.负载特性测定直流电动机的负载特性是指在一定转速下，电动机所承受的负载变化情况。
测定负载特性可以确定电机最大输出转矩和转速范围，在调试和设计系统时非常重要。
方法是在恒定的电源电压下，改变电动机的负载，记录电机的转速和输出电流，绘制出电流—负载特性曲线。
2.电机特性参数测定晶闸管的特性参数包括导通压降、阻断电流、阻断电压等。
这些参数决定了晶闸管的工作稳定性和可靠性。
测定方法是在恒定电源电压下，改变晶闸管的控制角度和负载电流，记录晶闸管的电压和电流变化情况，绘制出电压—电流特性曲线，并计算出各参数。
二、环节特性测定1.直流电机转速测量直流电机的转速测量方法有机械式和电子式两种。
机械式测量方法是通过负载轴上的速度计测量电机转速，但其精度较低。
电子式测量方法利用霍尔元件或光电传感器检测旋转轴上的标志物，通过计算时间差得出转速，精度较高。
2.晶闸管控制角度测定晶闸管的控制角度是指晶闸管导通的角度，决定了电机的输出功率。
测定方法是通过信号发生器和示波器调节晶闸管的触发信号和工作状态，记录电路波形并计算控制角度。
电机的电流测量是直流调速系统中非常重要的环节，指示了电机的负载情况。
测量方法有磁通电流法、电阻电压法和电流传感器法等。
其中电流传感器法精度较高，可以实现远距离在线监测。
总之，对于晶闸管-直流调速系统而言，系统参数和环节特性的测定非常关键，可以保证系统的稳定性和可靠性。
因此，需要选用适当的仪器设备和测量方法，并定期进行检查和维护。
晶闸管直流调速系统的基本原理
晶闸管直流调速系统的基本原理为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采纳闭环掌握系统(包括单闭环系统和多闭环系统)。
对调速指标要求不高的场合，采纳单闭环系统，而对调速指标较高的则采纳多闭环系统。
按反馈的方式不同可分为转速反馈，电流反馈，电压反馈等。
在单闭环系统中，转速单闭环使用较多。
在本装置中，转速单闭环试验是将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经“速度变换”后接到“速度调整器”的输入端，与“给定”的电压相比较经放大后，得到移相掌握电压UCt，用作掌握整流桥的“触发电路”，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以转变“三相全控整流”的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
电机的转速随给定电压变化，电机最高转速由速度调整器的输出限幅所打算，速度调整器采纳P（比例）调整对阶跃输入有稳态误差，要想消退上述误差，则需将调整器换成PI(比例积分)调整。
这时当“给定”恒定时，闭环系统对速度变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的转速能稳定在肯定的范围内变化。
在电流单闭环中，将反映电流变化的电流互感器输出电压信号作为反馈信号加到“电流调整器”的输入端，与“给定”的电压相比较，经放大后，得到移相掌握电压UCt，掌握整流桥的“触发电路”，转变“三相全控整流”的电压输出，从而构成了电流负反馈闭环系统。
电机的最高转速也由电流调整器的输出限幅所打算。
同样，电流调整器若采纳P（比例）调整，对阶跃输入有稳态误差，要消退该误差将调整器换成PI(比例积分)调整。
当“给定”恒定时，闭环系统对电枢电流变化起到了抑制作用，当电机负载或电源电压波动时，电机的电枢电流能稳定在肯定的范围内变化。
图1 转速单闭环系统原理图图2 电流单闭环系统原理图。
转速﹑电流双闭环直流调速系统
—转速反馈系数;—电流反馈系数
实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。
1．转速调节器不饱和
这时，两个调节器都不饱和，稳态时，它们的输入偏差电压都是零，因此
由第一个关系式可得
(2-1)
从而得到图2-5所示静特性的CA段。与此同时，由于ASR不饱和， ，从上述第二个关系式可知 。这就是说，CA段特性从理想空载状态的 一直延续到 ，而 一般都是大于额定电流 的。这就是静特性的运行段，它是一条水平的特性。
由图2—1可见，对一个调速系统来说，如果能满足最低转速运行的静差率s，那么，其它转速的静差率也必然都能满足。
图2—1
事实上，调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所提静差率要求的转速可调范围。脱离了对静差率的要求。任何调速系统都可以得到极高的调速范围；反过来，脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了。
1）上升时间
在典型的阶跃响应跟随过程中，输出量从零起第一次上升到稳态值 所经过的时间称为上升时间，它表示动态响应的快速性，见图2—2。
图2—2
2）超调量
在典型的阶跃响应跟随系统中，输出量超出稳态值的最大偏离量与稳态值之比，用百分数表示，叫做超调量：
（2—4）
超调量反映系统的相对稳定性。超调量越小，则相对稳定性越好，即动态响应比较平稳。
对于不同的负载电阻L R，测速发电机输出特性的斜率也不同，它将随负载电阻的增大而增大，如图3-4中实线所示。
双闭环调速系统的静特性在负载电流小于 时表现为转速无静差，这时，转速负反馈起主要调节作用。当负载电流达到 时，对应于转速调节器的饱和输出 ，这时，电流调节器起主要调节作用，系统表现为电流无静差，得到过电流的自动保护。这就是采用了两个PI调节器分别形成内﹑外两个闭环的效果。这样的静特性显然比带电流截止负反馈的单闭环系统静特性好。然而，实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大。静特性的两段实际上都略有很小的静差，见图2-5中的虚线。总之，双闭环系统在突加给定信号的过渡过程中表现为恒值电流调节系统，在稳定和接近稳定运行中表现为无静差调速系统，发挥了转速和电流两个调节器的作用，获得了良好的静、动态品质。
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原理晶闸管直流电机调速是一种常见的电机控制方法，其原理基于晶闸管的导通和截止特性。
晶闸管是一种半导体器件，具有单向导通性和可控性。
通过控制晶闸管的导通时间和截止时间，可以实现对直流电机的调速。
晶闸管直流电机调速系统由以下几部分组成：1. 直流电源：提供直流电源给直流电机。
2. 晶闸管触发控制器：用于控制晶闸管的触发脉冲，使其在适当的时刻导通。
3. 晶闸管：用于控制直流电机的转速。
4. 直流电机：根据输入信号转动。
工作原理：当晶闸管处于关断状态时，整个系统处于静止状态。
当需要启动或改变直流电机的转速时，触发器会产生一个触发脉冲信号，将晶闸管导通。
此时，直流电源输出的电压就会通过导通的晶闸管传递到直流电机上，使其开始转动。
为了实现对直流电机转速的调节，在每个周期中需要改变晶闸管的导通时间。
当需要降低电机转速时，可以减少晶闸管的导通时间，从而减少电流流过直流电机的时间。
反之，当需要提高电机转速时，可以增加晶闸管的导通时间。
此外，在晶闸管导通状态下，由于其具有单向导通性，电流只能在一个方向上流动。
因此，在直流电机转动过程中，需要通过反馈控制器来检测直流电机的实际转速，并将其与期望转速进行比较。
如果实际转速低于期望转速，则需要增加晶闸管的导通时间；如果实际转速高于期望转速，则需要减少晶闸管的导通时间。
总之，晶闸管直流电机调速原理是基于晶闸管可控性和单向导通性实现对直流电机转速进行调节。
通过控制晶闸管的导通和截止时间，并通过反馈控制器来检测和调整实际转速和期望转速之间的差异，可以实现对直流电机精确、稳定地调节其转速。
晶闸管双闭环不可逆直流调速系统.
晶闸管双闭环不可逆直流调速系统.晶闸管双闭环不可逆直流调速系统是一种应用于工业生产领域的控制装置，可以实现直流电机的调速和控制。
该系统采用双闭环调速控制方法，具有较高的稳定性、可靠性和响应速度。
本文将介绍晶闸管双闭环不可逆直流调速系统的原理、结构、工作流程及应用范围等方面的内容。
一、系统原理晶闸管双闭环不可逆直流调速系统是一种采用调速器和功率器两个控制环节的闭环控制系统，其中调速器是内环，功率器是外环。
该系统由直流电机、调速器、功率器、编码器、光耦隔离器、三相桥等组成。
系统原理如下：输入电压经过三相桥电路变为直流电压，进入调速器。
调速器采用比例积分控制方式，将电机转速的实际值与给定值进行比较，计算出差值，并将该差值乘上比例系数和积分系数得到对应的控制器输出信号，该输出信号作为功率器控制电压的输入信号。
功率器控制电压通过晶闸管触发电路，从而控制电机的电压和电流，从而控制直流电机转速。
二、系统结构1. 直流电机：系统用来进行转速控制的对象。
2. 调速器：内环控制器，控制系统输出功率器所需的电压信号。
4. 编码器：用于测量电机转速，产生脉冲信号输出到调速器中。
5. 光耦隔离器：将编码器输出信号隔离，以避免干扰和电气隔离。
6. 三相桥：将输入的交流电转化为直流电信号，供给调速器和功率器使用。
三、系统工作流程2. 速度测量：编码器测量电机的转速，然后向调速器输出转速信号，该信号与预定速度信号作差，得到调节电机速度所需要的控制量。
3. 速度调节：调速器将速度的测量值和控制输入信号进行比较，对差值进行求和，形成控制信号输出给功率器，控制电机的电压和电流，以达到调节电机速度的目的。
4. 增益调节：调整调速器的比例和积分增益，使得调速器可以更好地控制电机转速。
6. 电机转速检测：检测电机的转速是否达到预定值。
四、应用范围晶闸管双闭环不可逆直流调速系统广泛应用于各种类型的机械设备，例如：冶金、化工、石油、矿山、水泵和风机等领域。
晶闸管直流电机调速原理
晶闸管直流电机调速原理一、引言在现代工业中，电动机的调速控制是非常重要的。
直流电机作为一种常见的电机类型，其调速原理种类繁多，其中一种常用的调速方式就是利用晶闸管进行电压调节。
本文将深入探讨晶闸管直流电机调速原理。
二、直流电机的调速方式直流电机的调速方式主要分为电压调速和电流调速两种。
电压调速是通过改变供电电压的大小来调节电机的转速，而电流调速则是通过改变供电电流的大小来实现调速。
三、晶闸管控制技术晶闸管作为一种常用的功率电子器件，具有可控性强、耐压能力高等特点，因此广泛应用于电机调速控制系统中。
晶闸管的控制方式一般分为两种：全控制和半控制。
3.1 全控制全控制是指通过晶闸管来控制电机的整个周期。
具体而言，通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以改变电机的电流和转速。
3.2 半控制半控制是指通过晶闸管来控制电机的一部分周期。
在半控制方式下，通过控制晶闸管的导通时间和关断时间，可以改变电机的平均电压，从而实现调速。
四、晶闸管直流电机调速原理晶闸管直流电机调速原理主要基于半控制技术。
通过控制晶闸管的导通角度和关断角度，可以改变电机的电压，从而实现调速。
4.1 电路结构晶闸管直流电机调速电路一般由如下几部分组成：1.电源：为电机提供供电电压。
2.电流检测电路：用于检测电机的电流大小。
3.晶闸管控制电路：用于控制晶闸管的导通角度和关断角度。
4.保护电路：用于保护电机和晶闸管免受过电流、过压等故障的损害。
4.2 工作原理晶闸管直流电机调速的工作原理如下：1.当晶闸管导通时，电流从电源经过晶闸管和电机流过去。
2.当晶闸管关断时，电机的电流被切断。
3.通过控制晶闸管的导通角度和关断角度，可以改变电机的平均电压，从而实现调速。
4.3 调速方式晶闸管直流电机调速方式一般分为以下几种：1.脉宽调制（PWM）：通过调节晶闸管的导通时间和关断时间来改变电机的平均电压。
2.频率调制（FM）：通过调节晶闸管的导通角度和关断角度来改变电机的平均电压。
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一种常见的电机调速方法，通过控制晶闸管的导通角度和导通时间来改变电机的输入电压和频率，从而实现电机的调速功能。
在工业生产中，晶闸管直流电机调速广泛应用于各种设备和机械中，具有调速范围广、响应速度快、效率高等优点。
晶闸管是一种半导体器件，具有双向导电特性，可以控制电流的方向和大小。
在晶闸管直流电机调速系统中，晶闸管起着开关的作用，通过控制晶闸管的导通和截止状态来改变电路中的电压和电流，从而实现对电机的调速控制。
晶闸管直流电机调速系统由控制电路、功率电路和电机三部分组成。
控制电路负责检测电机的运行状态和用户的调速指令，将控制信号传输给功率电路；功率电路负责控制晶闸管的导通和截止，调节电机的输入电压和频率；电机则是系统的执行部分，根据功率电路输出的电压和频率进行转速调节。
晶闸管直流电机调速的原理是通过改变晶闸管的触发角度和触发脉冲宽度来控制电路的导通和截止，从而改变电机的输入电压和频率，进而实现电机的调速控制。
当晶闸管导通角度增大时，电路的导通时间增加，电机的输入电压和频率增大，电机转速也随之增加；相反，当晶闸管导通角度减小时，电路的导通时间减少，电机的输入电压和频率减小，电机转速也随之减小。
晶闸管直流电机调速系统具有调速范围广、响应速度快、效率高等优点，可以满足不同工况下的调速需求。
在实际应用中，通过合理设计控制算法和参数设置，可以实现精准的电机调速控制，提高设备运行的稳定性和效率。
总的来说，晶闸管直流电机调速原理是通过控制晶闸管的导通角度和导通时间来改变电机的输入电压和频率，从而实现电机的调速控制。
这种调速方法在工业生产中具有广泛的应用前景，可以提高设备的运行效率和稳定性，实现节能减排的目的。
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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=50Hz3、直流输出电压：4、0~220V5、50~220V范围内，直流输出电流额定值100A6、直流输出电流连续的最小值为10A3.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TV1、TV3与TV5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TV2、TV4、TV6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ωt1~ωt2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ωt2~ωt3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回到电源W相，于是这区间三相全控桥整流输出电压Ud为：Ud=Uu-Uw=Uuw经过60º，进入ωt3~ωt4区间，这时V相电压最高，在VT3管α=0º的3交点处被触发导通。
VT1由于VT3和导通而承受Uuv的反压而关断，W相的VT2继续导通。
负载电流从V相流W相，于是这区间三相全控输出电压Ud为：Ud=Uv-Uw=Uvw其他区间，依此类推，电路中6只晶闸管导通的顺序及输出电压很容易得出。
由上述可知，三相全控桥输出电压Ud是由三相电压6个线电压Uuv、Uuw、uvw、Uvu、Uwu和Uwv的轮流输出组成的。
各线电压正半波的交点1~6分别为VT1~VT6的α=0º点。
因此分析三相全控整流电路不同Ud波形时，只要用线电压波形图直接分析画波形即可。
3.2对触发脉冲的要求三相全控桥整流电路在任何时刻都必须有两只晶闸管同时导通，而且其中一只是在共阴极组，另外一只在共阳极组。
为了保证电路能起动工作，或在电流断续后再次导通工作，必须对两组中应导通的两只晶闸管同时加触发脉冲，为此可采用以下两种触发方式：（1）.采用单脉冲触发：如使每一个触发脉冲的宽度大于60º而小于120º，这样在相隔60º要触发换相时，当后一个触发脉冲出现时刻，前一个脉冲还未消失，因此均能同时触发该导通的两只晶闸管（2）.采用双窄脉冲触发：如触发电路送出的是窄的矩形脉冲，在送出某一晶闸管的同时向前一相晶闸管补发一个脉冲，因此均能同时触发该导通的两只晶闸管。
3.3晶闸管的选型该电路为大电感负载，电流波形可看作连续且平直的。
Ud=220V时，不计控制角余量按=0º计算由Ud=2U2得U2==94V 取120VU =（2~3）U=（2~3）U2=（2~3）120V=588~882 V取Ute为700V 当Id=100A时，流过每个晶闸管的电流有效值为：==100A=58A晶闸管额定电流===37A取Kf=1.73，考虑2倍裕量：取100A 当Id=10A时==10A =5.7A= = 3.6A考虑2倍裕量：取10A按要求表明应取=0º来选择晶闸管。
即=100A所以晶闸管型号为KP100—73.4参数计算：整流变压器根据主电路的型式、负载额定电压和额定电流，算出整流变压器二次相电压U2、一次与二次额定电流以及容量。
由于整流变压器二次与一次电流都不是正弦波，因而存在着一定的谐波电流，引起漏抗增大，外特性变软以及损耗增大，所以在设计或选用整流变压器时，应考虑这些因素。
3.5二次相电压U2平时我们在计算U2是在理想条件下进行的，但实际上许多影响是不可忽略的。
如电网电压波动、管子本身的压降以及整流变压器等效内阻造成的压降等。
所以设计时U2应按下式计算：U2=式中 U——负载的额定电压；——整流元件的正向导通压降，一般取1V；——电流回路所经过的整流元件（VT及VD）的个数（如桥式=2，半波电路=1）；A——理想情况下=0º时U与U2的比值，查表可知；——电网电压波动系数，一般取0.9；——最少移相角，在自动控制系统中总希望U2值留有调节余量，对于可逆直流调速系统取30º~35º，不可逆直流调速系统取10º~15º；C——线路接线方式系数，查表三相桥式C取0.5V；Udl---变压器阻抗电压比，100KV以及取Udl=0.05，100KV A以上取Udl=0.05~0.1；I2/I2n——二次侧允许的最大电流与额定电流之比。
对于一般三相桥式可控整流电路供电的直流调速系统，U2计算也可以采用以下经验公式：不可逆调速系统 U2=（0.53~0.58）Udn可逆调速系统 U2=（0.58~0.64）Udn式中U2——整流变压器二次相电压有效值；Udn——直流电动机额定电压。
对于一般的中小容量整流调压装置，其U2值也可以用以下公式估算：U2=（1.15~1.2）所以根据以知的参数及查表得：U2==120V3.6一次与二次额定电流及容量计算如果不计变压器的励磁电流，根据变压器磁动势平衡原理可得一次和二次电流关系式为：K==式中N1,N2——变压器一次和二次绕组的匝数；K——变压器的匝数比。
由于整流变压器流过的电流通常都是非正弦波，所以其电流、容量计算与线路型式有关。
三相桥式可控整流电路计算如下：大电感负载时变压器二次电流的有效值为2==0.816= 0.816*100A=81AU2=120V由一次侧和二次侧电压得：====故=25.6A 变压器二次侧容量为S2=3U2=3=29.2KVA变压器的安全性能----主要有变压器的阻燃性能和绝缘性能阻燃性能有所选原材料决定绝缘性能：e型变压器的绝缘是由骨架的结构决定的c型变压器的绝缘石油组间绝缘层的结构决定的e型变压器：工字形骨架的绝缘一般计算方法：VAB --结构容量p2 --输出功率u1 --初级电压u2 --次级电压升压式 VAB=p2（1-u1/u2）将压比 VAB=p2（1-u2/u1）4.触发电路的设计晶闸管最重要的特性是可控的正向导通特性.当晶闸管的阳极加上正向电压后,还必须在门极与阴极之间加上一个具有一定功率的正向触发电压才能打通, 这一正向触发电压的导通是由触发电路提供的,根据具体情况这个电压可以是交流、直流或脉冲电压。