项目二 直流调速装置电路
直流电机调速原理及框图说明
直流电机调速原理及框图说明（仅供参考）S-100直流电机调速器电路主要有主回路和控制回路两部分。
1、主回路由交流AC220V供电，插接端子AC1、AC2输入，经开关、压敏电阻RM1，可控硅整流器（SCR）TH12、TH3模块，电枢回路的取样电阻R0，外接直流电机电枢M+、M-组成。
励磁线圈回路由单相桥整流堆D32~D35，压敏电阻RM2，接入励磁L+、L-组成。
2、控制回路叙述如下：接通电源，合上选通开关SD（CN4~6点接通）T4晶体管导通，绿色发光二极管LD发亮，给定积分器、电压、电流调节器的电子开关打开，移相触发器IC6解除封锁，调速器进入工作状态。
分析几个主要环节回路：（1）给定积分输入的测速反馈输入回路：给定积分输入由IC1a、IC1b、R6、R7组成；R6用于降速时间调整，R7用于升速时间调整。
测速反馈输入由连接于测速电机端子14、电位计P3、测速表衰减电阻R11组成；电位计P3将测速电机的速度变化转换为电压变化信号，它与给定积分信号电压GT叠加于IC2a的反相输入端[即框图中的闭1→⊕处]相比较之后得出误差（△U）SJ再经IC2a进行比例放大后，IC2a输出速度调节电压SJ。
（2）电流调节回路：由取样电阻R0、IC5b、IC9、IC10、IC2b组成，R0上的电流反馈信号经IC5b放大，通过IC9、IC10。
光电耦合隔离分两路：一路送入IC2b电流调节器反相输入；另一路经P5输出一个补偿电压送到IC2a反相输入端，对速度进行补偿。
（3）触发角α控制回路：由IC3a、IC3b组成触发角α限制回路，把TH2、TH3可控硅导通角α控制在一个可靠的范围内，由IC2a输出的ST（无差调速）值，IC3a和IC3b输出的触发角限制电压Uα，电流调节回路送入的电流反馈电压三者输入到IC2b的反相输入端[即框图中的闭环2→⊕处]相比较，得出误差值经IC2b进行比例、积分放大后，输出移相调整电压△U，送入IC6[图中长块形模块集成电路块（脉冲移相器）]，就能调节IC6的输出移相脉冲，经IC7、IC8驱动T5、T6三极管的导通和截止，经同步脉冲变压器B2、B3输出输出发脉冲控制TH2、TH3可控硅的α导通角，使SCR输出可控直流电压给电枢，调节直流电机速度。
直流调速器接线图（图文详解）
直流调速器接线图（图⽂详解）直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，直流调速器由于直流电动机具有低转速⼤⼒矩的特点，是交流电动机⽆法取代的，因此调节直流电动机速度的设备——直流调速器具有⼴阔的应⽤天地。
直流调速器接线图1、不隔离型（仅指BL产品）a、外部电位器连接⽅式：使⽤⼀个2W/10K 电位器控制驱动器调速，按照下图进⾏接线。
安装⽅法：电位器的连接说明（BL产品）：注意1、驱动器所提供的5V输出电压，因电流较⼩（5mA），所以不能外接其它负载（如：数显表、指⽰灯等），否则造成驱动器的损坏。
2、为了减少不必要的电⼦信号⼲扰，应尽量缩短速度调节电位器的连线长度，当连线超过0.5m时，必须使⽤屏蔽线，屏蔽⽹单端接地。
b、外置VID连接⽅式：0-5V，0-10V，4-20mA 控制信号经过专⽤隔离器转换后连接到VID接⼝，每种控制应⽤只能使⽤⼀种控制信号进⾏控制。
订货时需要说明控制⽅式。
外置VID隔离器（另配）的连接使⽤请参考下图所⽰：注意外置VID接⼝线若过长，请务必使⽤屏蔽线，屏蔽⽹单端接地。
2、隔离型：（仅指AL产品）对于AL隔离型产品，使⽤0-5V，0-10V或4-20mA的外部标准信号控制连接⽅式见下图所⽰。
每种控制应⽤只能使⽤⼀种控制信号进⾏控制。
订货时需要说明控制⽅式。
注意1、标准信号输⼊务必使⽤屏蔽线，屏蔽⽹单端接地。
2、以上控制⽅式的连接，只能选⽤⼀种⽅式连接，不能同时连接⼏种⽅式。
3、所有控制信号的连线务必使⽤屏蔽线，屏蔽⽹单端接地。
使能控制：INHIBIT使能控制连接：该控制⽅式可通过⼀个“使能线路”来进⾏控制器输出的停⽌和开启控制如下图所⽰：也可以使⽤⼀个集电极开路（NPN）来代替开关进⾏控制。
当“使能控制端”两端闭合时，控制器内部电路会迅速（取ACCEL设定值）提升马达转速，直到MAX SPD 设定值上。
当“使能控制端”两端断开时，控制器内部电路会快速降低马达转速，直到马达停⽌运转。
直流电机调速电路
1 绪论1.1 直流调速的优点直流调速系统，特别是双闭环直流调速系统是工业生产过程中应用最广的电气传动装置之一。
它通常采用三相全控桥式整流电路对电动机进行供电，从而控制电动机的转速，传统的控制系统采用模拟元件，如晶体管、各种线性运算电路等，虽在一定程度上满足了生产要求，但是因为元件容易老化和在使用中易受外界干扰影响，并且线路复杂、通用性差，控制效果受到器件性能、温度等因素的影响，从而致使系统的运行特性也随之变化，故系统运行的可靠性及准确性得不到保证，甚至出现事故。
双闭环直流调速系统是一个复杂的自动控制系统，在设计和调试的过程中有大量的参数需要计算和调整，运用传统的设计方法工作量大，系统调试困难，将SIMULINK 用于电机系统的仿真研究近几年逐渐成为人们研究的热点。
同时，MATLAB软件中还提供了新的控制系统模型输入与仿真工具SIMULINK，它具有构造模型简单、动态修改参数实现系统控制容易、界面友好、功能强大等优点，成为动态建模与仿真方面应用最广泛的软件包之一。
它可以利用鼠标器在模型窗口上“画”出所需的控制系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能来对系统进行仿真或分析，从而使得一个复杂系统的输入变得相当容易且直观。
1.2 本人的主要工作本文采用工程设计方法对转速、电流双闭环直流调速系统进行辅助设计，选择适当的调节器结构，进行参数计算和近似校验，并建立起制动、抗电网电压扰动和抗负载扰动的MATLAB/SIMULINK仿真模型，分析转速和仿真波形，并进行调试，使双闭环直流调速系统趋于完善、合理。
2 方案选择及系统工作原理2.1 电动机参数及设计要求1、输入三相交流电压：380 V2、电机额定功率和转速：自定3、要求电动机转速在（30%~100%）n N 范围内可调。
设参数如下：直流电机额定电压220V N U =，额定电枢电流136A N I =，额定转速1460rpm N n =，电枢回路总电阻0.5Ωa R =，电感0.012H a L =，励磁电阻240f R =Ω，励磁电感120H f L =，互感 1.8H af L =，0.132Vmin r e C =，允许过载倍数 1.5λ=。
交直流调速接线图
注：各个控制电路以及检测电路的地用细实验导线连起来，但是绝对不能接到主电路的地上附图1带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统
注：各个控制电路以及检测电路的地用细实验导线连起来，但是绝对不能接到主电路的地上附图2转速、电流双闭环直流调速系统
注：各个控制电路挂箱以及监测电路的地用细实验导线连起来，但不能与主电路地相连。
附图3恒压频比控制下异步电动机机械特性的研究
注：各个控制电路挂箱以及监测电路的地用细实验导线连起来，但不能与主电路地相连。
附图4 绕线转子异步电动机串级调速系统。
直流电机调速电路
电动机电子调速控制器一本例介绍的电动机电子调速控制器，可用于600W以下、额定电压为22Ov的直流电动机的调速。
电路工作原理该电动机电子调速控制器电路由电源电路、励磁电路、触发电路和调速控制电路组成，如图8-58所示。
电源电路由熔断器FU、电阻器Rl-R3、整流二极管VD5-VD9、稳压二极管VS和滤波电容器C3组成。
励磁电路由电阻器Rl5、Rl6、电容器Cl、C2和二极管Dl-D4组成。
触发控制电路由脉冲变压器T、单结晶体管VU、晶体管Vl、V2、二极管VDlO-VDl2、电容器C4-C6和电阻器R4-R7组成。
调速控制电路由晶闸管VTl、VT2、二极管VDl3-VDl5、电阻器R8-R14、电容器C7和电位器RP组成。
交流220V电压经Rl和R2限流降压、VDl-VD4整流、R3限流、VS稳压后，产生24V左有的脉动直流电压。
该电压一路经R4为VU提供同步电源;另一路经VD9隔离、C3滤波后，为Vl、V2和由R8、RP、R9组成的分压电路提供22V稳定的直流电压。
交流220V电压还经VDl-VD4整流后加至直流电动机M的励磁绕组W上，作为励磁电源。
在RP的中心抽头处能得到可控制M转速的控制电压。
调节RP的阻值，该电压可花4·6-2OV之间变化。
R12和R13组成电枢电压取样反馈电路，两电阻器的接点处产生0--9·3V的取样电压。
该电压与控制电压叠加后加至Vl的基极，控制Vl和V2的工作电流。
调节RP的阻值使Vl和V2的导通电流增大时，通过C5、VU和T、VDll使VTl和VT2的导通角增大，电枢电压升高，电动机M的转速加快;反之，调节RP的阻值使Vl和V2的导通电流变小时，VTl和V饱的导通也相应地变小，电枢电压下降，电动机M的转速降低。
Rl5、Cl和R16、C2为尖脉冲吸收电路，用来保护VDl-VD4。
VDl3为续流二极管，用来消除M电枢绕组的反峰电压。
R14和C7为峰值吸收电路，用来保护VTl和VT2。
直流电机调速器电路图555
直流电机调速器电路图555电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件（如晶闸管，GTO，IGBT等）对电能进行变换和控制的技术。
也是一门综合了电子技术，控制技术和电力技术的新兴交叉学科。
直流电机是电机的主要类型之一。
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，用作直流发电机可以得到直流电源，而作为直流电动机，由于其优越的调速性能，在许多调速性能要求较高的场合，得到广泛使用。
直流电动机与交流电动机相比，具有结构复杂，维护困难，价格比较贵等缺点，应用不如交流电动机广泛。
但由于直流电动机有优良的启动，调速和制动性能，因此在工业领域中仍占有一席之地。
直流电机无级调速电路这块电路板电路简单，成本不高，制作容易，电路作简单分析：220V交流电经变压器T降压，P2整流，V5稳压得到9V直流电压，为四运放集成芯片LM324提供工作电源。
P1整流输出是提供直流电机励磁电源。
P4整流由可控硅控制得到0－200V的直流，接电机电枢，实现电机无级调速。
R1，C2是阻容元件，保护V1可控硅。
R3是串在电枢电路中作电流取样，当电机过载时，R3上电压增大，经D1整流，C3稳压，W1调节后进入LM324的12脚，与13脚比较从14脚输出到1脚，触发V7可控硅，D4 LED红色发光管亮，6脚电压拉高使V1可控硅不能触发，保护电机。
电机过载电流大小由W1调节。
市电过零检测，移相控制是由R5、R6降压，P3整流，经4N35隔离得到一个脉动直流进入14脚，从8脚到5脚输出是脉冲波，调节W2电位器即调节6脚的电压大小，可以改变脉冲的宽度，脉冲的中心与交流电过零时刻重合，使得双向可控硅很好地过零导通，D4是过载指示，D3是工作指示，W2是电机速度无级调节电位器。
电路制作好后只要元件合格，不用调整就可使用。
NE555做一个直流电机调速器把电机串联在集电极不要放在发射级在并联个反向的续流二极管防止击穿调整管12V直流电机高转矩电子调速器直流电机在一些应用中需要随时具有高转矩输出能力，无论它是处于低速还是高速运转。
直流电机调速电路原理详解
直流电机调速电路原理详解
今天我们来看一下直流电机的调速电路，原理非常的简单，通过串联不同的电阻实现不同的转速。
电路分为三部分
电路分为三部分，因为是直流电机所以要有整流电路，外加主电路和控制电路，主电路的电源是交流220伏的，控制线路的接入电源是380伏。
最主要的三个电气原件，一个KM1和2个中间继电器。
三部分电路
电源是交流220伏，经过变压器变为交流127伏，再经过整流电路变为直流110伏。
三个按钮开关控制三个速度，当按下SB2的时候，接触器KM1自锁，这时候等于电机串了R1R2两个电阻，是最低速状态。
最低速的电流走向
如果想增加速度，可以按下按钮开关SB3，这时候继电器KA1会自锁。
同时它的常开点会闭合，电流跳过R2直接连接电机，实现了加速。
中速的电流走向
需要最快速就按下按钮开关SB4,这时候KA2自锁，同时它的常闭点断开使KA1断电，常开点闭合直接跳过R1电阻。
高速的电流走向
完全的实物接线
接触器的符号是KM,中间继电器的符号是KA,其实图中的KA1和KA2是2个中间继电器，当然也可以用接触器代替，必须和KM1的线圈电压保持一致。
怎么排查故障
KM1和KA1和KA2都有自锁的状态，如果实际应用中哪个元件不工作，就单独检查对应的自锁电路。
双闭环直流调速系统电路原理
双闭环直流调速系统电路原理1.电机模型：首先，我们需要了解电机的基本模型。
直流电机模型可以简化为一个电阻R、电感L和电动势E组成的串联电路，电机的转矩与电流之间的关系为T=Kt*I，其中Kt是电机的转矩常数。
2.外环速度控制环：外环速度控制环主要通过控制电机的转速来实现对电机的调速。
该控制环用于调节内环电流控制环的输入信号。
- 速度指令输入：通过外部输入设定一个期望的电机转速指令N*rpm_ref。
- 速度反馈：通过速度反馈元件，如光电编码器或霍尔元件，测量电机的实际转速 N*rpm_act。
- 速度误差计算：通过将速度指令输入与速度反馈进行比较，可以得到速度误差 e = N*rpm_ref - N*rpm_act。
-速度误差放大器和校正：将速度误差经过一个放大器，得到一个经校正的速度误差信号。
3.内环电流控制环：内环电流控制环通过控制电机的电流来实现对电机的调速。
该控制环用于调节电机的转矩，从而达到所需的转速。
- 电流指令输入：通过外部输入设定一个期望的电机电流指令 I_ref。
- 电流反馈：通过电流反馈元件，如电流传感器，测量电机的实际电流 I_act。
- 电流误差计算：通过将电流指令输入与电流反馈进行比较，可以得到电流误差 e = I_ref - I_act。
- 电流控制器：将电流误差经过一个控制器，得到一个控制信号U_ctrl。
- 电流增益校正：将控制信号经过一个增益校正器，得到一个经校正的控制信号 U_ref。
- 电流放大器：将经校正的控制信号 U_ref 通过一个放大器，得到一个电压信号 U。
-可逆电机驱动器：将电压信号U转换为电机的供电电压。
4.输入信号整合：将输出信号反馈到输入信号中，实现闭环控制。
将经过电压信号 U调制的电流指令输入与速度误差信号 e 相加，得到总的控制信号 U_sum。
将 U_sum 输入给控制器，通过闭环控制来调整电机转速和电流。
最终，通过外环速度控制环和内环电流控制环的协调作用，实现了对电机的精确控制。
调速回路原理图
调速回路原理图
调速回路的基本原理可以通过下图表示：
[调速回路原理图]
说明：
1. 发电机为主动力源，通过与调速器相连的机械部件，输出带动被控对象（如电机、涡轮等）。
2. 传感器用于感知被控对象的运行状态，通常通过测量输出信号的变化来反映实际运行速度。
3. 控制器接收传感器的反馈信号，与设定值进行比较，并输出误差信号。
4. 误差信号进一步经过滤波器进行处理，以去除噪声干扰，得到平滑的控制信号。
5. 控制信号经过放大器放大后，作为输入信号传送给执行器，由执行器对被控对象进行调节控制。
6. 被控对象在接收到执行器的控制信号后，相应地调整自身的运行状态。
7. 调速器根据被控对象的反馈信号与设定值之间的差异，不断调整输出信号，使得被控对象的实际运行速度逐渐接近设定值。
8. 循环中的负反馈机制使得调速回路能够实现稳定的自动调节，确保被控对象始终保持在设定值附近。
根据以上原理图，调速回路能够实现对被控对象速度的精确控制和稳定调节。
直流电动机调速电路(新板)
他励
并励
串励
复励
相关概念: 开环控制 —— 无反馈，即系统的输出端 不反作用于输入端。 闭环控制 —— 有反馈，即输出端 反作用于输入端。按反馈回路 的多少可分为单闭环、双闭环、三闭环。 常见的反馈形式有：电压反馈、 电流反馈（通常配合电流截止） 速度反馈。 扰动：通常把妨碍系统控制量对被控制量实施正常控制的 因素称为扰动（或干扰）。
电路板整体调试 （1）安全注意事项： a. 示波器不准测A板！ b. 当选择电压反馈时（开关手柄指向面板标记“V”）， 不得使用示波器测量本电路！ （2）连接A板B板，接通电源前必需完成下列工作： a . 反馈选择开关预置为“n”（开关手柄指向面板标记 “n”） b. 正确连接A板和B板的对应连接点，并校对无误 c. 从A板的“U+”、“U-”端子（即VD3两端）引出接 线，连接白炽灯作为负载，其他的输出端子暂时不接出 引线，以免通电后造成短路事故。
触发环节（见图四） 触发环节包括了锯齿波发生器、脉冲形成与脉冲耦合。
可控整流环节 （见图五） 本电路采 用半控桥。整 流元件均并联 了阻容元件作 为过压保护
直流电动机电路（见图六）
直流电动机的励磁方式为他励，励磁电压固定。 电动机的调速以改变电枢电压来实现。
电压反馈 是一种容易实 现、设备投资 小、效果不错 的反馈方式。 单一的电压反 馈适合于要求 不高的系统。
2、测试点与测试方法 · 测试点0～10均以0作为参考点；测试点11～12以11作 为参考点。 · 测试点1～2可用示波器或万用表测量； 3～8、11～12用万用表测量； 9～10必须用示波器测量。 一般情况下，示波器以单踪方式测量即可满足要求。 · 测试点U+～U-和 E1～E2禁止用示波器测量，且因这 些点与电网无隔离，电压比较高，测量时应注意安全。
直流电机调速控制电路图
直流电机调速控制电路图
由555电路、驱动电路和功放电路作为中间级、电机和续流二极管VD3等构成了直流电机调速控制电路。
本电路主要应用于电机控
电机调速控制电路
个电路也可组成可调的脉冲振荡器。
电机通过输出脉冲驱动，来控制脉冲占空比、电机驱动电流和转速；脉冲占空比越小，驱动电流电位器RP的数值来调整控制电机的速度。
若电极驱动电流小于等于200mA时，可用555直接驱动；通过增加驱动和功放控制使电流
是续流二极管，在功放管截止期间为驱动电流提供通路，可保证电机具有连续驱动电流，防止功放管的损坏。
电容C1和电阻RI组成。
电路的脉冲频率选在4～5kHz之间。
频率太低会导致电机抖动，频率太高会因占空比范围小而导致电机调速范围减少。
直流调速器电路原理分析
1.直流调速器电路原理分析：〔主电路〕调速器的主电路采用了先交流调压后整流的电路形式，先用双向晶闸管V1对输入交流电压进行调节，再由P4桥式整流电路对调节后的电压进行整流，供直流电机电枢绕组A1、A2端子的供电；励磁电源，则由P1对交流220V直接整流后，供F1、F2励磁线圈端子。
在电源输入回路中串联了4A保险管，起到对双向晶闸管V1的第二重（第一重保护由N3、N4完成）过载与短路保护。
R1、C2并联在晶闸管的T1、T2两端，吸收有害尖峰电压能量，对晶闸管起到过压保护作用。
〔同步、移相和触发电路〕由U1、N1、N2、V2等电路组成。
P2、U1构成同步电压信号采样电路，R5、R6对输入220V交流电压进行限流，输入P2整流桥，将电网的正、负半波“调向”为100Hz的脉动直流信号，经R、U1输入侧（1、2脚）形成U1内部发光二极管的电流输入通路。
U1的5脚接入+9V供电的上拉电阻R11，在100Hz脉动直流作用下，U1的5脚（N1的10脚）因U1输出三极管大部分时间处于导通状态下，U5脚电压为近于0V的低电平，在电网电压过零时，U1内部三极管截止，N1的10脚出现一个与电网过零点同步的高电压（窄）脉冲电压，此电压可称为同步信号电压。
此处将电网电压进行桥式整流取出同步电压信号的目的，是为了后续电路能在电网正半波和负半波期间，各输出一个移相脉冲信号，来控制双向晶闸管的“双向可控导通”，实现交流调压。
若单独取用一个正半波同步信号，形成的移相触发信号，虽触发的也是双向晶闸管，但输出电压即为直流电压了（双向晶闸管仅在电网正半波时被触发导通）。
N1运放电路接成电压比较器，反相端由R12、R13对+9V分压，得到5.4的分压值，提高了干扰门限电压水平，也起到对输入信号整形作用，使输出电压为矩形波脉冲。
在电网过零点期间，N1的8脚为高电平电压。
N1、V3、V4构成锯齿波形成电路，锯齿波的零电位点与电网过零点对应。
V4、D3、R22、R23组成恒流源充电电路，使C10上电压线性上升，提升了电路的移相控制范围。
简易直流电机调速电路
简易直流电机调速电路1. 引言直流电机调速电路是电机控制领域中的基础知识，它可以实现对直流电机转速的调节。
本文将介绍一种简易的直流电机调速电路，并详细解释其工作原理和相关电路设计。
2. 直流电机调速原理直流电机调速的基本原理是通过改变电机的电压和电流来调节电机的转速。
一般情况下，电机的转速与电压成正比，与电流成反比。
因此，我们可以通过改变电机的电压或电流来实现对其转速的调节。
3. 简易调速电路设计3.1 电源电路首先，我们需要设计一个稳定的直流电源来给电机供电。
一种简单的方式是使用直流电源适配器，它可以将市电的交流电转换为稳定的直流电。
在选择适配器时，需要考虑电机的功率需求和电源的输出能力，以确保能够为电机提供足够的电力。
3.2 控制电路控制电路是实现直流电机调速的关键。
我们可以使用PWM（脉宽调制）技术来控制电机的电压。
PWM技术通过改变信号的占空比来改变电压的平均值，从而控制电机的转速。
3.2.1 PWM信号生成电路PWM信号生成电路可以使用555定时器芯片来实现。
555定时器芯片是一种常用的集成电路，可以产生稳定的方波信号。
通过调节555定时器芯片的参数，如电阻和电容值，我们可以获得不同占空比的PWM信号。
3.2.2 PWM信号调节电路PWM信号调节电路用于调节PWM信号的占空比，从而控制电机的转速。
一种常见的方式是使用可变电阻（如电位器）来调节占空比。
通过改变电位器的阻值，我们可以改变PWM信号的占空比，从而改变电机的转速。
3.3 电机驱动电路电机驱动电路用于将PWM信号转换为适合电机驱动的电流。
一种常见的方式是使用MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为开关元件。
通过控制MOSFET的导通和截止，我们可以将PWM信号转换为电机所需的电流。
3.4 速度反馈电路为了实现闭环控制，我们需要添加一个速度反馈电路，用于检测电机的实际转速并将其反馈给控制电路。
一种常见的方式是使用光电编码器来检测电机的转速。
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。
直流调速系统主电路设计
二、 电力半导体器件的选型
晶闸管
功率二极管 绝缘栅双极晶体管
电力电子器件选型方法
步骤：
一、根据主电路的结构和电气参数，计算电力电子器件承受的最高电 压、最大电流的有效值； 二、按照工程化方法计算电力电子器件的额定电压和额定电流。 三、根据应用的具体场合，是否需要选择特殊类型的电力电子器件， 例如：快恢复等； 四、确定电力电子器件的封装形式：螺栓型、模块式等。 五、选择生产厂商，确定具体型号。
过流保护 过热保护 欠压保护
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4. 智能功率模块 IPM：Intelligent Power Module
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4. 智能功率模块 IPM：Intelligent Power Module
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三、 直流滤波电容
储能和滤波
直流环节一般采用电容滤波，有如下作用：
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铝电解电容器的使用注意事项
（1）极性
铝电解电容器一般是有极性的。 极性反接是造成铝电解电容器短路损坏及漏液的原因，因此在 无法辨识电气回路上极性或使用于有极性变换设计的回路时，请选 用双极性电解电容器。
（2）过电压
请勿连续施加过电压。 当过电压时电解电容器的漏电流会急剧增加。 电解电容器之工作电压不应超过额定值
APT
分立IGBT，600V/1200V（100A），模块可定制；
IXYS
三相桥1200V/150A；PIM:1200V/75A;单管6500V/600A；
ABB
1200V/3600A；3300V/1200A;6500V/600A，研制出10kV
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项目二 直流调速装置电路
项目二 直流调速装置电路
二、三相全控桥式整流电路
三相全控桥式整流电路的输出电压脉动较小，易滤波， 控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相全控桥式 整流电路。
三相全控桥式整流电路
项目二 直流调速装置电路
项目二 直流调速装置电路
三相全控桥式整流电路 α ＝ 0°时的晶闸管触发脉冲波形
项目二 直流调速装置电路
４. 三相全控桥式整流电路的输出电压是 6 个不同线电压 的组合，当 α ＝ 0° 时，输出电压为三相线电压的正向包络 线，整流电压在一个周期内脉动 6 次，脉动频率为 6 × 50 Hz ＝300 Hz。三相全控桥式整流电路的控制角 α 仍从自然换 相点算起。
三相全控桥式整流电路接电感性负载 α ＝ 0°时波形
项目二 直流调速装置电路
三相全控桥式整流电路接电感性负载 α ＝ 30°时波形
项目二 直流调速装置电路
三相全控桥式整流电路接电感性负载 α ＝ 90°时波形
项目二 直流调速装置电路
通过上述分析，可归纳出三相全控桥式整流电路有如下特 点：
１. 三相全控桥式整流电路在任意时刻必须有两个晶闸管 同时导通才能构成回路，共阳极与共阴极组各有一个晶闸管 导通，且不能是同相的两个。
项目二 直流调速装置电路
任务描述
本任务将学习三相半波可控整流电路、三相全控 桥式整流电路和三相半控桥式整流电路的基本工作原 理和特点，并完成相关电路的安装、调试与维修。
项目二 直流调速装置电路
相关知识 一、三相半波可控整流电路
１. 电阻性负载 晶闸管整流电路的换流点不一定在自然换流点 上，而取决于触发脉冲的相位控制角 α。在下图 b 中，相电压的交点处 ωt1 、ωt2 和 ωt3 是各相晶 闸管能触发导通的最早时刻，所以将其作为计算各 晶闸管触发角 α 的起点，即 α ＝ 0°，这个交点 叫自然换相点。
项目二 直流调速装置电路
２. KC04 集成芯片电路组成
KC04 电路原理图
项目二 直流调速装置电路
四、集成触发电路
KC41C 与三块 KC04 可组成三相全控桥双脉冲触发电路。
三相全控桥双脉冲触发电路
项目二 直流调速装置电路
KC41C电路各点电压波形
项目二 直流调速装置电路
任务 ３ 直流调速装置的接线、调试与检修 学习目标
项目二 直流调速装置电路
二、直流电动机的正、反转
改变电动机转向的方法有两种：一是将励磁绕组反接； 二是将电枢绕组反接。
他励电动机正、反转的原理电路
项目二 直流调速装置电路
三、认识直流调速装置
１. 电路组成 调速装置主电路采用三相全控桥式整流电路，使用交流 电流互感器检测负载电流。
DSC － 32 型晶闸管直流调压、调速实训装置
项目二 直流调速装置电路
任务描述
本任务将重点学习同步信号为锯齿波的触发电路 和 KC 系列的集成触发电路基本知识，并完成相关电 路的安装与调试。
项目二 直流调速装置电路
相关知识
为使晶闸管稳定可靠地工作，对触发电路的输出 脉冲提出以下要求：
(１) 足够的脉冲宽度，以保证晶闸管阳极电流 超过维持电流，使晶闸管开通稳定。对于纯电阻性 负载，一般要求脉冲宽度为 6 ~ 30 μs；对于感性负 载，因阳极电流上升缓慢，要求脉冲宽度大于 50 μs。
项目二 直流调速装置电路
任务 １ 三相可控整流电路的安装、调试与维修 任务 ２ 集成触发电路的安装与调试 任务 ３ 直流调速装置的接线、调试与检修
项目二 直流调速装置电路
任务 １ 三相可控整流电路的安装、调试与维修 学习目标
１. 掌握三相半波可控整流电路、三相全控桥式整 流电路和三相半控桥式整流电路的结构、原理及 分析计算方法。 ２. 能对三相半波可控整流电路、三相全控桥式整 流电路和三相半控桥式整流电路进行接线、安装 调试与维修。
项目二 直流调速装置电路
四、直流调速装置的工作原理
１. 整流变压器 整流变压器用于电源电压的变换。为了减少对电网波形 的影响，整流变压器接线采用△ / 0 － 11方式。 ２. 晶闸管可控整流部分
项目二 直流调速装置电路
项目二 直流调速装置电路
(２) 电感性负载 整流电压： 流过晶闸管的电流有效值：
项目二 直流调速装置电路
三、三相半控桥式整流电路
三相半控桥式整流电路
项目二 直流调速装置电路
三相半控桥式整流电路 α ＝ 0°时波形
项目二 直流调速装置电路
三相半控桥式整流电路的特点如下： １. 三相半控桥式整流电路只用 3 个晶闸管，只需 3 套触 发电路，且不需要双窄脉冲或大于 60°的宽脉冲。 ２. 三相半控桥式整流电路只能工作于可控整流，不能工 作于逆变状态。 ３. 三相半控桥式整流电路无论是接电阻性负载还是接电 感性负载，移相范围都是 0° ~180°，α ＝ 60°为临界连续 点。
ud ＝ 1.17u2 cosα 当 α ＝ 0) 当 α > 30°时：
项目二 直流调速装置电路
项目二 直流调速装置电路
２. 电感性负载 当三相半波可控整流电路的负载为大电感时，由于 L 值 很大，整流电流基本是持续平直的。如图所示为三相半波可 控整流电路接电感性负载及 α ＝ 60°时波形图。
项目二 直流调速装置电路
六个触发器的连接顺序图
项目二 直流调速装置电路
二、触发电路与主电路的同步
１. 同步的概念 正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号 电压的方法，称为晶闸管装置的同步或定相。 每一个触发电路的同步信号电压 us 与被触发晶闸管的阳 极电压之间的相位关系，取决于主电路的不同形式、不同的 触发电路、负载性质以及不同的移相要求。
(２) 保证控制电路与主电路之间有可靠的电隔 离，并触发脉冲与主回路电源电压必须同步，以保 持一定的相位关系。
项目二 直流调速装置电路
(３) 要有足够的触发功率，脉冲必须具有足够的功率， 且不超过晶闸管门极最大允许功率。
(４) 触发脉冲的移相范围应满足可控整流装置提出的要 求。如电阻性负载下的三相半波和三相全控桥整流电路，移 相范围分别为 0° ~ 150°和 0° ~ 120°，而电感性负载 ( 电流连续时) 皆为 0° ~ 90°。
５. 对于电感性负载，其移相范围为 90°，由于电感的原 因输出电流几乎是平直的。对于电阻性负载，0°≤ α ≤ 60° 时电流连续，α > 60°时输出电流开始出现断续，当 α ＝ 120°时，输出电压为零，所以移相范围为 120°。
项目二 直流调速装置电路
６. 三相全控桥式整流电路输出电压与控制角的关系 (１) 电阻性负载 １) 当 0°≤ α ≤ 60°时 ２) 当 60° < α < 120°时
项目二 直流调速装置电路
电压、电流双闭环不可逆直流调速系统原理
项目二 直流调速装置电路
２. 结构组成 晶闸管直流调速 ( 调压) 装置采用功能模块化设计，立柜 式结构。
DSC － 32 型直流调速装置系统框图 ａ) 直流调速系统操作面板布局
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DSC － 32 型直流调速装置系统框图 ｂ) 、ｃ) 系统框图
一、直流电动机的三种调速方法
直流电动机转速稳态表达式如下：
项目二 直流调速装置电路
由上式可以看出，调节直流电动机的转速有以下3种方法。 １. 调压调速 调压调速即通过调节电枢供电电压 U 来调节电动机的转 速 n。
调压调速的机械特性曲线
项目二 直流调速装置电路
２. 弱磁升速 弱磁升速即通过减弱励磁磁通 Φ 来提高电动机的转速n。 ３. 串电阻调速 串电阻调速即通过改变电枢回路电阻 R 来改变电动机的 转速 n 。
项目二 直流调速装置电路
三、KC04 集成芯片
集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调 试方便。
１. KC04 集成芯片各引脚定义 如图所示为 KC04 集成芯片封装图。
KC04集成芯片封装图
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1 脚：脉冲输出 ( 在同步电压正半周) 。 3 脚和 4 脚：接电容形成锯齿波。 5 脚：电源 ( 负) 。 7 脚：接地 ( 零电位) 。 8 脚：接同步电压输入。 9 脚：移相信号控制端。 11 脚与 12 脚：接电容，控制 V7 产生脉冲。 15 脚：脉冲输出 ( 在同步电压负半周) 。 16 脚：＋ 15 V 电源。
项目二 直流调速装置电路
触发脉冲与主电路的同步
项目二 直流调速装置电路
触发脉冲与主电路的同步
项目二 直流调速装置电路
触发脉冲与主电路的同步
项目二 直流调速装置电路
同步信号电压 us 与主电压 ua 的对应关系 ａ) 正弦波移相 ( NPN 管) ｂ) 正弦波移相 ( PNP 管) ｃ) 锯齿波移相 ( NPN 管) ｄ) 锯齿波移相 ( PNP 管)
２. 共阴极组中晶闸管 VT1、VT3、VT5 的触发脉冲相位互 差 120°，共阳极组中晶闸管VT2、VT4、VT6 的触发脉冲相 位也是互差 120°；接在同一相上的两管触发脉冲相位互差 180°，如 VT1 与 VT4，VT3 与 VT6，VT5 与 VT2；由于电路 中共阴极与共阳极换流点间隔 60°顺序导通，所以两个触发 脉冲相位互差 60°。
项目二 直流调速装置电路
锯齿波触发电路的工作波形图
项目二 直流调速装置电路
同步环节 在锯齿波同步的触发电路中，触发电路与主电路的同步 是指要求锯齿波的频率与主电路电源频率相同且相位关系确 定。 在三相桥式全控整流电路中，器件的导通顺序为 VT1— VT2—VT3—VT4—VT5—VT6，彼此间隔 60°，相邻器件 成双导通。