小功率直流电机调速电路的设计说明
直流拖动控制系统(直流调速方法;直流调速电源;直流调速控制)
电力拖动自动控制系统直流拖动控制系统内容提要⏹直流调速方法⏹直流调速电源⏹直流调速控制引言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，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。
因此，为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。
根据直流电机转速方程Φ-=e K IR U n 直流调速方法n U I R ΦK e 式中—转速（r/min ）；—电枢电压（V ）；—电枢电流（A ）；—电枢回路总电阻（Ω）；—励磁磁通（Wb ）；—由电机结构决定的电动势常数。
（1-1）由式（1-1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压U；（2）减弱励磁磁通 ；（3）改变电枢回路电阻R。
（1）调压调速⏹工作条件：保持励磁Φ= ΦN；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。
nn0O II LU NU 1U 2U 3nNn1n2n3调压调速特性曲线（2）调阻调速⏹工作条件：保持励磁Φ= ΦN；保持电压U =UN；⏹调节过程：增加电阻Ra→R↑R ↑→n↓，n0不变；⏹调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。
nn0O II LR aR 1R 2R 3nNn1n2n3调阻调速特性曲线（3）调磁调速⏹工作条件：保持电压U =UN；保持电阻R = Ra；⏹调节过程：减小励磁ΦN→Φ↓Φ↓→n↑，n0 ↑⏹调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。
nn0OT e T LΦNΦ1Φ2Φ3 nNn1n2n3调磁调速特性曲线三种调速方法的性能与比较对于要求在一定范围内无级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（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。
4kw直流电机不可调整流电路要点
2013年电力电子技术结课论文4KW直流电动机不可逆调速系统指导老师：李崇华老师学院：机械与电气工程学院班级：2009电气信息工程姓名：学号：日期： 2013年1月5日目录设计要求及摘要----------------------------------------------- -5第一章系统整体方案的确定-------------------------------------9第一节开环控制系统-----------------------------------9第二节闭环调速控制系统的确定------------------------ 9第三节带电流截止负反馈闭环控制系统------------------11第二章主电路方案的选择及计算---------------------------------13第一节调速系统方案的选择---------------------------- -13第二节主电路的计算------------------------------------14第三章触发电路的选择及计算-----------------------------------17第一节触发电路的选择、设计-------------------------- 17第二节触发电路的计算---------------------------------19第四章继电器—接触器控制电路设计-----------------------------23第一节设计思路--------------------------------------- 23第二节控制电路图--------------------------------------23第三节电机制动的选择及其计算-------------------------23第四节控制电器的选择----------------------------------23第五章 1.1kw直流调速系统电气原理总图--------------------------26第六章元气件明细表---------------------------------------------26第七章结论---------------------------------------------------- 29第八章致谢---------------------------------------------------- -31第九章参考文献-------------------------------------------------33设计要求一．题目：4kw以下直流电动机不可逆调速系统设计二．基本参数：直流电动机：额定功率Pn=1.1kW 额定电压Un=110V额定电流In=13A 转速Nn=1500r/min电枢电阻Ra=1Ω极数2p=2励磁电压Uex=110V 电流Iex=0.8A 三．设计性能要求：调速范围D=10，静差率s≤10%，制动迅速平稳四．设计任务：1.设计合适的控制方案。
直流电机调速控制ppt课件
参考教材 电子技术基础 维修电工 电机与变压器 p半pt精导选体版变流技术 电力电子技术 元器件手册 上21 网
④反馈信号用光电耦合电路取样。
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电子技术基础 维修电工（技师 高级技师） 半导体变流技术 电力电子技术 自动控制原
理 上网
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⑤可控整流电路和电机励磁电源的 改进
调速系统分交流和直流调速系统， 由于直流调速系统的调速范围广，静 差率小、稳定性好以及具有良好的动 态性能。因此在相当长的时期内，高 性能的调速系统几乎都采用了直流调 速系统。
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这就是所谓的电 源—电动机调速 系统（V—M） 系统，它属于开 环系统。
用晶闸管触发可控整流电路 实现电枢电压可调，从而达到改 变电机转速的目的。
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电子技术基础 维修电工（技 师 高级技师） 半导体变流技 术 电力电子技术 自动控制原 理 电机与变压器 上网
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⑥调速旋纽的改进
1、触摸式音量控制器代替RP22速度控制电位 器。
2、将电路改动后试运行。
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场效应管增强型N-MOS
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⑦全电路测量与调试
④电路中反馈信号直接在主电路取样，设备维护和检修 时有安全隐患，建议用光电耦合器隔离取样。
⑤可控整流电路和电机励磁电源有改进空间。
⑥手动调速旋纽使用时间长了会接触不良，影响系统稳 定，建议用触摸式电压调节器来改进。
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2、在原电路基础上提出改进意见，并重新绘
制系统原理图。
①用比例调节器代替原来的放大和比 较节。
他励直流电机的调速
直流电机控制说明书
实现稳幅的方法是使电路的 Rf/R1 值随输出电压幅度增大而减小。 电路设计：RC 电路产生正弦波，用二级管做稳压电路，输出较好的波形，放大器选用 TL082CD, 电阻选用滑动变阻器，方便控制，TL082CD 引脚图所示
电路设计如下：
8
11
R7 10kΩ
10
C2 100nF
9
R8
C1
10kΩ
100nF
选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在
处，RC 串并联反馈网络的
，
，
根据振荡平衡条件
和
，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同
相，放大电路的电压增益不能小于 3，即用增益为 3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡，
应大于 3）的同相比例放大电路即可。根据这个原理组成的电路如图 XX_01 所示，由
0
VCC
R9
15V
20kΩ
VCC
8 U1A
3
1
2
4 TL082CD 12
R6 VEE
20kΩ Key=A
50%
0
VEE
-15V
电路振荡过程，仿真如图所示
D1 1N1202C
R11 10kΩ 50%
Key=A
R10 1310kΩ 50%
Key=A D2
1N1202C
直流电机斩波调速控制系统设计
湖南工程学院课程设计任务书课程名称：电力电子技术题目：直流电机斩波调速控制系统设计专业班级电气工程及其自动化0603学生姓名：刘清学号：200601010314指导老师：蔡斌军审批：任务书下达日期2009 年 6 月8 日设计完成日期2009 年 6 月19 日第一章概述 (1)1.1概述 (1)1.2控制对象 (1)1.3控制要求...................................２1.4设计任务...................................２第二章系统工作原理 (3)2.1直流电机的结构与调速原理 (3)2.2调速方案选择 (5)2.3 调速电路方案 (6)2.4 控制方案选择 (7)第三章主电路设计与分析 (8)3.1 主电路原理图及说明 (8)3.2 电路参数计算及选型 (9)第四章控制电路的设计与分析 (11)4.1宽调制PWM电路 (11)4.2电流检测装置 (12)4.3 电流调节器ACR (13)4.4 触发装置 (13)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第一章.概述 (1)第二章.设计总体思路 (2)2.1主电路设计思路 (2)2.2控制电路设计思路 (3)2.3结构框图 (5)第三章. 各单元思路 (6)3.1 主电路的设计 (6)3.1.1 主电路 (6)3.1.2 电路分析 (6)3.1.3 主电路参数计算和元器件的选择 (6)3.1.4 H型桥式斩波电路的设计 (8)3.1.5 整流电路的设计 (8)3.2 控制电路的设计 (9)3.2.1 控制电路框图 (9)3.2.2 控制电路原理简要 (9)3.2.3 SG3525的结构图和工作原理 (10)3.2.4 各引脚具体功能 (11)3.2.5 SG3525的工作原理 (12)3.2.6 SG3525主要电路及其功能 (13)第四章.保护电路及设计 (14)4.1 主回路输出端过电流保护 (14)4.2 电源欠压报警 (14)4.3 MOSFET的保护设计 (15)4.3.1 MOSFET的过电流保护 (15)4.3.2 MOSFET开关过程中的过电压保护 (16)第五章．总结与体会 (16)附录 (18)参考文献 (19)评分表 (20)第一章.概述电力电子技术在现代化社会的建设中的应用起着重要作用并得到飞跃性的发展。
PWM-M可逆调速系统设计
摘要直流电动机具有良好的起动、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
近年来，虽然高性能交流调速技术发展很快，但是直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，应用前景相当广阔；而且从控制规律的角度来看，直流拖动控制系统又是交流拖动控制系统的基础。
掌握直流拖动控制系统的基本规律和控制方法具有非常大的必要性。
根据生产机械要求，电力拖动控制系统有调速系统、伺服系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型。
而各系统往往都是通过转速来实现的，本文研究直流调速系统，是电力拖动控制系统中的基础和及其重要的部分。
针对双闭环可逆直流PWM调速系统进行了较深入的研究，从直流调整系统原理出发，逐步建立了闭环直流PWM调整系统的模型。
关键词：直流电动机直流调速系统双闭环 PWM调速PWM-M可逆调速系统设计1 直流电动机的调速方法介绍直流电动机的调速方法有三种：（1）改变电枢电阻（R）调速。
（2）改变电枢电压（U）调速。
（3）改变主磁通（ ）调速。
前两种调速方法主要适用于恒转矩负载，后一种调速方法适用于恒功率负载。
串电阻调速为有级调速，调速平滑性比较差，机械特性斜率增大，速度稳定性比较差，受静差率的限制，调速范围比较小。
改变电枢电压调速为无级调速，机械特性斜率不变，速度稳定性好，调速范围比较大。
改变主磁通调速，控制方便，能量损耗比较小，调速平滑，但受最高转速限制，调速范围不大。
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以改变电枢电压调速方式为最好。
因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主要调节方式。
2 PWM控制系统的优点自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制的控制方式，形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。
PWM系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路非常简单，需要用到的功率器件比较少。
直流电动机不可逆调速系统设计报告
《电力电子技术》课程设计报告题目：10kw直流电动机不可逆调速系统院（系）：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：2013年6月8日至2013年 6 月21日华中科技大学武昌分校制《电力电子技术》课程设计任务书三、原始资料主电路选择与参数计算（1）主电路选择原则（2）参数计算包括：➢整流变压器的参数计算➢整流晶闸管的型号选择➢保护电路元件参数计算➢平波电抗器电感量计算励磁电路设计重点说明（1）励磁电路选择原则.（2）励磁电路设计时要遵循先加励磁后加电枢电压的原则，同时要设有弱磁保护。
（3）参数计算包括：➢整流二极管的参数计算➢弱磁保护元件选择触发电路设计重点说明（1）为使线路简单，工作可靠，装置体积小，要求选用KJ004组成的六脉冲集成触发电路。
（2）设计说明包括：➢芯片关键引脚的作用➢KJ041输入输出脉冲关系图➢触发电路输出端与主电路晶闸管联接图系统总体设计框架目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计要求 (1)2.1技术数据与要求 (1)2.2设计内容 (1)3.设计内容 (2)3.1调速系统方案的选择 (2)3.2主电路计算 (3)3.2.1整流变压器计算 (3)3.2.2晶闸管元件的额定电压 (4)3.2.3晶闸管保护环节的计算 (5)3.2.4电抗器的参数计算 (7)3.2.5 励磁电路元件的选择 (8)3.3触发电路的选择与校正 (8)4.设计总结 (9)5.参考文献 (10)附录 (11)1. 课程设计目的通过对直流电动机不可逆调速系统的设计，巩固和提高学过的电力电子技术、电机学的基础知识和专业知识，提高运用所学的知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力，培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。
2. 课程设计要求2.1技术数据与要求技术数据：直流电动机：型号：713-Z ；额定功率kW P N 10=；额定电压V U N 220=；额定电流A I N 55=；转速min 1000r n N =；极数42=p ；电枢电阻Ω=5.0a R ；电枢电感mH L D 7=；励磁电压V U L 220=；励磁电流A I L 6.1=。
基于PWM控制直流电机自动调速系统设计
1 绪论1.1 课题的研究背景和意义直流电动机是最早出现的电动机，也是最早能实现调速的电动机。
长期以来，直流电动机一直占据着调速控制的统治地位。
由于它具有良好的线性调速特性，简单的控制性能，高的效率，优异的动态特性;尽管近年来不断受到其他电动机(如交流变频电机、步进电机等)的挑战，但到目前为止，它仍然是大多数调速控制电动机的优先选择。
近年来，直流电动机的结构和控制方式都发生了很大变化。
随着计算机进入控制领域以及新型的电力电子功率元件的不断出现，使采用全控型的开关功率元件进行脉宽调制 (PulseWidthModulation，简称PWM)控制方式已成为绝对主流。
这种控制方式很容易在单片机控制中实现，从而为直流电动机控制数字化提供了契机。
五十多年来，直流电气传动经历了重大的变革。
首先，实现了整流器件的更新换代，从50年代的使用己久的直流发电机一电动机组(简称G-M系统)及水银整流装置，到60年代的晶闸管电动机调速系统(简称V-M系统)，使得变流技术产生了根本的变革。
再到脉宽调制 (PulsewidthModulation)变换器的产生，不仅在经济性和可靠性上有所提高，而且在技术性能上也显示了很大的优越性，使电气传动完成了一次大的飞跃。
另外，集成运算放大器和众多的电子模块的出现，不断促进了控制系统结构的变化。
随着计算机技术和通信技术的发展，数字信号处理器单片机应用于控制系统，控制电路己实现高集成化，小型化，高可靠性及低成本。
以上技术的应用，使系统的性能指标大幅度提高，应用范围不断扩大。
由于系统的调速精度高，调速范围广，所以，在对调速性能要求较高的场合，一般都采用直流电气传动。
技术迅速发展，走向成熟化、完善化、系统化、标准化，在可逆、宽调速、高精度的电气传动领域中一直居于垄断地位[1]。
目前，国内各大专院校、科研单位和厂家也都在开发直流数字调速装置。
姚勇涛等人提出直流电动机及系统的参数辨识的方法。
该方法依据系统或环节的输入输出特性，应用最小二乘法，即可获得系统或环节的内部参数，所获的参数具有较高的精度，方法简便易行。
上海塑尔电气 ZD 系列直流电机调速器说明书
ZD系列直流电机调速器使用说明书概述：ZD系列直流电机调速器用于直流电磁（永磁）伺服电动机的调速，本机采用跟计算机电源设计相同的先进技术，即PWM（脉宽调制）技术来控制输出电源大小及稳定度。
由于调制频率高，故能在输出电压很低的情况下，亦能使直流电机实现低噪声、平滑的运行。
本机还具有完备的保护功能：如过流，短路，欠压（外部输入电压低于160VAC）保护。
本机是取代可控硅调压调速器的理想产品。
技术参数输入电源励磁输出电枢输出220VAC电压电流电压电流220VDC 1A 0～220VDC 0~6A适用范围配用电机功率50～600W使用条件环境温度－20～50ºC绝缘强度本机外壳与机内线路（电源输入端）加1KV电压，1min无异常外形尺寸130（长）×105（宽）×50（高）端子接线图注：电位器：外接10K电位器，用于速度调节；显示：本机输出0～220VDC,用户可外接指针式电压表、或数显式表头。
使用方法开机前，检查接线是否正确，紧固可靠，并使电位器处于最低位（2端与3端电阻值最小处，此时输出为零）。
开机后，平稳地旋转调速电位器，直到所需转速。
用户如采用直流250V电压表显示转速，则应将该表头并接在电枢接线端。
注意事项1.由于本机各个端子均带电，使用时应将机壳可靠接地，以确保安全。
2.用户如需正反转，可将电枢端用继电器换向，禁止通过励磁换向。
3.切忌将电枢与励磁接反。
可用万用表电阻档确定电机接线端：测量电阻较大时（几千欧）为励磁端（T1,T2）;测量电阻较小时（几欧）为电枢端（S1,S2）。
故障处理序号故障现象原因处理1 无输出，电机不转，转速显示为零电源无电，保险断接通电源；换保险2 保险管击穿接线错；负载过大整流二极管击穿正确接线；选配容量合适的调速器；更换二极管3 电机高速运转，调速失效场效应管击穿（ZD）检查确认后更换厂名：上海塑尔电气有限公司销售部地址：上海市闵行区莘庄地铁北广场金宵大厦1701室电话：************传真：54170480 邮编：201100。
单片机课程设计完整版《PWM直流电动机调速控制系统》
单片机原理及应用课程设计报告设计题目：学院：专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：年月日目录设计题目 (1)1 设计要求及主要技术指标： (1)1.1 设计要求 (1)1.2 主要技术指标 (2)2 设计过程 (2)2.1 题目分析 (4)2.2 整体构思 (4)2.3 具体实现 ................... 错误!未定义书签。
3 元件说明及相关计算 (5)3.1 元件说明 (5)3.2 相关计算 (6)4 调试过程 (6)4.1 调试过程 (6)4.2 遇到问题及解决措施 (7)5 心得体会 (7)参考文献 (8)附录一：电路原理图 (9)附录二：程序清单 (9)设计题目：PWM直流电机调速系统本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；PWM波形；LED显示器；51单片机1 设计要求及主要技术指标：基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。
1.1 设计要求（1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。
（2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。
（3）设计一个4个按键的键盘。
K1:“启动/停止”。
K2：“正转/反转”。
K3：“加速”。
K4:“减速”。
（4）手动控制。
在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。
直流电机双闭环调速系统设计
直流电机双闭环调速系统设计(总44页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--存档日期：存档编号：本科生毕业设计（论文）论文题目：直流电机双闭环调速系统设计姓名：徐震杰学院：电气工程及自动化专业：自动化班级、学号： 10电51 指导教师：甘良志江苏师范大学教务处印制摘要直流调速系统的控制一般都是由转速、电流反馈来完成的，它的静态性能和动态性能都是十分杰出的，正是由于它的这些优点使其使用范围也很广泛。
其主要通过晶闸管可控整流电源来调节电源的大小。
根据题目的设计要求，调速系统一共有两个控制器，它们分别是转速控制器（ASR）和电流控制器（ACR）。
速度控制系统的电源电路的设计是使用三相全控桥整流电路实现的。
在设计中，首先对总体规划的设计图进行了确定。
之后又对主电路的结构形式以及各个元器件进行了确定和设计。
与此同时，对包括晶闸管、电抗器等元件的参数进行了计算。
在本文的最后一个部分，主要围绕本设计最重要的部分，直流调速系统的转速环和电流环进行设计。
为了使速度和电流两个负反馈可以发挥一定的作用，因此，应该使其嵌套连接在速度和电流负反馈之间。
单纯的从布局上来看的话，电流环在转速环的内部，因此电流环被叫做内环，相应的转速环就被称为外环。
这样设计之后，以电流负反馈、转速负反馈为核心的调速系统就这样形成了。
在对所有部分设计都完成了之后，采用MATLAB对整个系统进行仿真实验，并对数据进行分析，得出结论。
关键词：直流电动机双闭环调速系统转速负反馈电流负反馈AbstractThe speed and current feedback control of dc speed control system has excellent static and dynamic performance and the most widely application scope. It through thyristor controlled rectifying power supply to adjust the size of the power supply mainly. According to the design requirements of the title, it uses ASR and ACR as the controller of speed control system in the control circuit. The power supply circuit of the speed control system of design uses the Sedan fully-controlled bridge rectifier circuit. Firstly, we need determine the overall plan and diagram of this design before the design. Secondly, we need identify and design the structure of main circuit and the various components. At the same time, including the parameters of thyristor, reactor, etc. Finally, focus on the design of the most important two parts which are speed loop and current loop dc speed control system in the design. In the system were introduced speed negative feedback and current feedback and the implementation of a nested connection can realize the speed and current two kind of negative feedback effect between the two respectively. On the layout of it simply, current loop is referred to as the inner ring, because it is in the inside. Speed ring is called the outer ring, because current loop is in the interior of the speed loop. Through this design, the core of the double closed loop speed regulation system: speed negative feedback and current feedback is formed. After all parts of the design is done, using MATLAB simulation to do the experiments to the whole system and analyze the data, we can safely draw the conclusion.Keywords: DC motor; double closed loop; speed ring; current loop目录摘要 ..................................................................... 错误!未定义书签。
直流电机的调速方法
第八章直流调速系统8.1 概述调速方法通常有机械的、电气的、液压的、气动的几种，仅就机械与电气调速方法而言，也可采用电气与机械配合的方法化机械变速机构，提高传动效率，操作简单，易于获得无极调速，便于实现远距离控制和自动控制，因此，在生产机械中广泛采由于直流电动机具有极好的运动性能和控制特性，尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易，但是近年来，随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展，交流调速系统发展很快，在许多场合正逐渐取代直流调速系统。
但是主要形式。
在我国许多工业部门，如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动调速系统在理论上和实践上都比较成熟，从控制技术的角度来看，它又是交流调速系统的基础。
因此，我们先着重讨论直流调速8.1.1直流电机的调速方法根据第三章直流电机的基本原理，由感应电势、电磁转矩以及机械特性方程式可知，直流电动机的调速方法有三种：（1）调节电枢供电电压U。
改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩系统来说，这种方法最好。
变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。
（2）改变电动机主磁通。
改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额遇到的时间常数同变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。
（3）改变电枢回路电阻。
在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。
但是只能进行有级调速么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。
改变电阻调速缺点很多，目前很少采用，仅在有些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动速配合使用，在额定转速以上作小范围的升速。
因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，必要时把调压调速和弱磁直流电动机电枢绕组中的电流与定子主磁通相互作用，产生电磁力和电磁转矩，电枢因而转动。
电机拖动课程设计直流电动机调速系统设计
直流电动机调速系统设计直流电动机直流电机是生产和使用直流电能的机电能量转换机械;直流电动机是将直流电能转换为机械能的旋转机械;它与交流电动机如三相异步电动机相比,虽然因结构比较复杂、生产成本较高、故障较多等,目前已不如交流电动机应用普遍,但由于它具有优良的调速性能和较大的启动转矩,得到广泛应用;本节仅就直流电动机的结构与工作原理、直流电动机的分类及在印刷设备中的应用、直流电动机的启动与调速做一简单介绍;下图为直流电动机的结构原理图,图中的N和S是一对固定不动的磁极,用以产生所需要的磁场;容量较大一些的电机,磁场都是由直流励磁电流通过绕在磁极铁心上的励磁绕组产生;为了清晰,图中只画出了磁极的铁心,没有画出励磁绕组;在N极和S极之间有一个可以绕轴旋转的绕组;直流电机这部分称为电枢,而实际电机的电枢绕组嵌在铁心槽内,电枢绕组的电流称为电枢电流;线圈两端分别与两个彼此绝缘而且与线圈同轴旋转的铜片连接,铜片上有各压着一个固定不动的电刷;在直流电动机中,为了产生方向始终如一的电磁转矩,外部电路中的直流电流必须改变成电机内部的交流电流,这一过程称为电流的换向;换向的铜片称为换向片;互相绝缘的换向片组合的总体称为换向器;图1：直流电动机原理图一、直流电动机的结构与工作原理直流电动机的结构直流电动机主要由磁极、电枢、换向器三部分组成;1磁极;磁极是电动机中产生磁场的装置,如图2所示;它分成极心1和极掌2两部分;极心上放置励磁绕组3,极掌的作用是使电动机空气隙中磁感应强度的分布最为合适,并用来挡住励磁绕组；磁极是用钢片叠成的,固定在机座4即电机外壳上,机座也是磁路的一部分;机座常用铸钢制成;图2直流电动机的磁极及磁路1-极心 2-极掌 3-励磁绕组 4-机座2电枢;电枢是电动机中产生感应电动势的部分;直流电动机的电枢是旋转的,电枢铁心呈圆柱状,由硅钢片组成,表面冲有槽,槽中放有电枢绕组;3换向器整流子;换向器是直流电动机的一种特殊装置,其外形如图3所示,主要由许多换向片组成,每两个相邻的换向片中间是绝缘片;在换向器的表面用弹簧压着固定的电刷,使转动的电枢绕组得以同外电路联结;换向器是直流电动机的结构特征,易于识别;图3：换向器1—换向片 2—连接部分图4 直流电机装配结构图图5 直流电机纵向剖视图1—换向器 2—电刷装置 3—机座 4—主磁极 5—换向极6—端盖 7—风扇 8—电枢绕组 9—电枢铁心直流电动机的工作原理U + -ABNSII FFCabd图6 直流电动机原理图图6是直流电动机的示意图;若在A、B之间外加一个直流电压,A接电源正极,B接负极,则线圈中有电流流过;当线圈处于图5所示位置时,有效边ab在N 极下,cd在s极上,两边中的电流方向为a→b,c→d;由安培定律可知,ab边和cd 边所受的电磁力为：F=BIL式中,I为导线中的电流,单位为安A;根据左手定则知,两个F的方向相反,如图6所示,形成电磁转矩,驱使线圈逆时针方向旋转;当线圈转过180°时,cd边处于N极下,ab边处于S极上;由于换向器的作用,使两有效边中电流的方向与原来相反,变为d→c、b→a,这就使得两极面下的有效边中电流的方向保持不变,因而其受力方向、电磁转矩方向都不变;由此可见,正是由于直流电动机采用了换向器结构,使电枢线圈中受到的电磁转矩保持不变,在这个电磁转矩作用下使电枢按逆时针方向旋转;这时电动机可作为原动机带动生产机械旋转,即由电动机向机械负载输出机械功率;在直流电动机中,除了必须给电枢绕组外接直流电源外,还要给励磁绕组通以直流电流用以建立磁场;电枢绕组和励磁绕组可以用两个电源单独供电,也可以由一个公共电源供电;按励磁方式的不同,直流电动机可以分为他励、并励、串励和复励等形式;由于励磁方式不同,它们的特性也不用;他励电动机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电,如图7所示;他励电动机由于采用单独的励磁电源,设备较复杂;但这种电动机调速范围很宽,多用于主机拖动中;图7 他励电动机二、 他励直流电动机的调速与交流电动机相比,直流电动机具有较好的调速性能,它能在宽广的范围内平滑而经济的调速,因此多用于调速要求较高的场合;根据直流电动机调速公式n=ψ+-Ce Rpa Ra Ia U )(可见,当电枢电流不变时即负载不变,只要在电枢电压U 、电枢电路附加电阻和每极磁通ф三个参数中,任意改变一个,都能引起转速的变化;因此,他励直流电动机可以有三种调速方法;为了评价各种调速方法的优缺点,对对调速方法提出了一定的技术经济指标,通常称为调速指标;下面下面对调速指标做一简要说明;调速指标1调速范围调速范围是只指电动机在额定负载下调素时,其最高转速与最低转速之比,用D 表示,即 D=m in m axn n不同的生产机械对对调速范围的要求不同,如车床D=20~100,龙门刨床D=10~40,扎钢机D=~3等;电动机最高转速nmax 受电动机的换向及机械强度限制,最低转速相对稳定即静差率要求的限制;2静差率调速的相对稳定性静差率或转速变化率是指电动机在一条机械特性上额定负载时的转速降落△n 与该机械特性的理想空载转速n0之比,用表示,即σ=0n n∆=00n n n -式中,n 为额定负载转矩Tem=TL 时的转速图8从上式可以看出,在△n相同时,机械特性越“硬”,额定负载时转速降越小,静差率σ越小,转速的相对稳定性越好,负载波动时,转速变化也越小;图3-1中机械特性1比机械特性2“硬”;静差率除了与机械特性硬度有关外,还与理想空载转速n0成反比;对于同样“硬度”的特性,如图3-2中特性1和特性3,虽然转速将相同,但其静差率却不同;为了保证转速的相对稳定性,常要求静差率应不大于某一允许值允许值;图9调速范围D与静差率σ两项性能指标是相互制约的,当采用同一种方法调速时,静差率要求较低时,则可以得到较低的调速范围；反之,静差率要求较高时,则调速范围小;如果静差率要求一定时,采用不同的调速方法,其调速范围不同,如果改变电枢电压调速比电枢串电阻调速的调速范围大;调速范围与静差率是相互制约的,因此需要调速生产机械,必须同时给出静差率与调速范围这两项指标,以便选择适当的调速方法;3调速的平滑性调速的平滑性是指相邻两级转速的接近程度,用平滑系数ψ表示,即Ψ=1 i inn平滑系数Ψ越接近1,说明调速的平滑性越好;如果转速连续可调,其级数趋于无穷多,称为无级调速,Ψ=1,其平滑性最好；调速不连续,级数有限,称为有级调速;4调速的经济性经济性包含两方面的内容,一是指调速所需的设备和调速过程中的能量损耗,另一方面是指电动机调速时能否得到充分的利用;一台电动机当采用不同的调速方法时,电动机容许输出的功率和转矩随转速变化的规律是不同的,但电动机实际输出的功率和转矩是有负载需要所决定的,而不同的负载,其所需要的功率和转矩随转速的变化的规律也是不同的,因此在选择调速方法时,既要满足伏在要求,又要尽可能是电动机得到充分利用;经分析可知,电枢回路串电阻调速以及降低电枢电压调速适用于恒转矩负载的调速,而若此调速适用于恒功率负载的调速;电枢串电阻调速他励直流电动机拖动负载运行时,保持电源电压及励磁电流为额定值不变,在电枢回路中串入不同阻值的电阻,电动机将运行于不同的转速,如图3—3所示,图中的负载为恒转矩负载;从图10可以看到,当电枢回路串入电阻R时,电动机的机械特性的斜率将增大,电动机和负载的机械特性的交点将下移,即电动机稳定运行转速降低;nnT L T em a +R 1图10电枢串电阻调速机械特性如图10中传入的电阻2R >1R ,交点2A 的转速2n 低于交点1A 的转速1n ,它们都比原来没有外串电阻的交点A 的转速n 低;电枢回路串电阻调速方法的优点是设备简单,调节方便,缺点是调速范围小,电枢回路串入电阻后电动机的机械特性变“软”,使负载变动时电动机产生较大的转速变化,即转速稳定性差,而且调速效率较低改变电枢电源电压调速他励直流电动机的电枢回路不串接电阻,由一可调节的直流电源向电枢供电,最高电压不应超过额定电压;励磁绕组由另一电源供电,一般包保持励磁磁通为额定值;电枢电压不同时,电动机拖动负载将运行于不同的转速上从图11中可以看出,当电枢电源电压为额定值时,电动机和负载的机械特性的交点为A,转速为n ；电压降到1U 后,交点为1A ,转速为`1n ；电压为2U ,交点为2A ,转速为2n ；电压为3U ,交点为3A ,转速为3n ；电枢电源电压越低,转速也越低;同样,改变点数电源电压调速方法的范围也只能在额定转速与零转速之间调节;改变电枢电源电压调速时,电动机机械特性的“硬度”不变,因此,集市电动机在低速运行时,转速随附在变动而变化的幅度较小,即转速稳定性好;当电枢电源电压连续调节时,转速变化也是连续的,所以这种调速称为无级调速;n0nn nU1U23U NT L T em 图11改变电枢电源电压调速方法的有电视调速的平滑性好,即可实现无级调速,调速效率高,转速稳定性好,缺点是所需的可调电源设备投资较高;这种调速方法在直流电力拖动系统中被广泛使用;弱磁调速励直流电机电枢电流电压不变,电枢回路也不串接电阻,在电动机拖动负载转矩不很大小于额定转矩时,减少直流电动机的励磁磁通,可使电动机的转速提高;他励直流电动机带恒转矩负载时弱磁调速,如图12所示;从图12中可以看出,当励磁磁通为额定值ΦN时,电动机和负载的机械特性的交点为A,转速为n:励磁磁通减少为Φ2时,理想空载转速增大,同时机械特性斜率也变大,交点为A1,转速为n1;励磁电流减少为Φ1,交点为A2,转速为n2;弱磁调速的范围是在额定转速与电动机的所允许最高转速之间进行调节,至于电动机所允许最高转速值是受换向与机械强度所限制,一般约为1.2m左右,特殊设计的调速电动机,可达3 nN或更高;弱磁调速的优点是设备简单,调节方便,运行效率也较高,适用于恒功率负载,缺点是励磁过弱时,机械特性的斜率大,转速稳定性差,拖动恒转矩负载时,可能会使电枢电流过大;在实际的电力拖动系统中可以将几种调速方法结合起来,这样,可以得到较宽的调速范围,电动机可以在调速范围之内任何转速上运行,而且调速时的损耗较小,运行效率较高,能很好的满足各种生产机械对调速的要求;n o2n o1n oT L T em图12弱磁调速机械特性三、课程设计内容第四章课程设计内容一台他励直流电动机,参数如下：P N=6KWU aN=200VI aN=42An N=1500r/minR L=Ω1. 用其拖动通风机负载运行,若采用电枢串电阻调速时,要使转速降至200r/min,试设计电枢电路中的调速电阻;2. 用其拖动恒转矩负载运行,负载转矩等于电动机的额定转矩,采用改变电枢电压调速时,要使转速降至1000r/min,试设计电枢电压值;3. 用其拖动恒功率负载运行,采用改变励磁电流调速,要使转速增至1800r/min,试设计CeΦ的值;内容解析：1.采用电枢串电阻调速：电动机的电枢电阻Ra=U aN - P N I aN/ I aN =200-6000/42/42Ω=Ω在额定状态运行时E= U aN -R a I aN =×42V=CeΦ=E/ n N =1500=C TΦ=60CeΦ/2π=60/2××=T N=60 P N /2πn N =60/2××6000/=. m由于通风机负载的转矩与转速的平方成反比,故n=1200r/min时的转矩为T=n/ n N2T N=1200/1500 2×n0= U aN/ CeΦ=200/min=2100r/min∆n= n0-n=2100-1500r/min =600r/min由于∆n= Ra +RrT/ C T CeΦ2由此求得Rr=∆n CT CeΦ2/T- Ra =600××采用电枢电压调速：由上题求得：Ra=ΩCeΦ=C TΦ=T N =电枢电压减小后∆n=Ra T N / C T CeΦ2=××r/min=minn0=n+∆n=1000+r/min=min由此求得Ua= CeΦn0=×=3.采用改变励磁电流调速由上求得R a=ΩT N=由于恒功率负载的转矩与转速成正比关系,故忽略空载转矩时,调速后的电磁转矩为T= n N T N /n=1500×= 1800=200/ CeΦ×C T CeΦ2得CeΦ=或结论三种调速方法各有优缺点,改变电枢电阻调速的缺点较多,所以只适用于调速范围不大,调速时间不长的小容量电动机中；改变电枢电压调速是一种性能优越的调速方法,被广泛应用于对调速性能要求较高的电力拖动系统中；改变励磁电流调速通常与改变电枢电压同时应用于对调速要求很高的电力拖动系统中,来扩大调速范围和实现双向调速;对容量较大的直流电动机,通常采用降电压起动;即由单独的可调压直流电源对电机电枢供电,控制电源电压既可使电机平滑起动,又能实现调速;此种方法电源设备比较复杂;本设计采用增加电枢电阻启动非常简单,设备轻便,广泛应用于各种中小型直流电动机中;设计体会经过一周的奋战,课程设计完成了,在没有做课程设计之前觉得课程设计只是对这个学科所学知识的总结,但通过这次课程设计发现自己的看法片面;课程设计不仅是对所学知识的一种检验,而且也是对自己能力的提高;通过课程设计,让我更加明白学习是一个长期的积累过程,经后的工作、生活中应该不段的学习,努力提高知识和综合能力;设计过程中,我查阅了大量的有关资料,并与同学交流,学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获还是很多的;在设计中培养了我独立工作的能力,树立了对自己工作能力的信心;让我充分体会到在创造过程中探索的艰辛和成功的喜悦;经过对这些资料的整理、理解和消化,使我对直流电机的调速尤其是对他励直流电动机的串电阻调速有了更深一层的理解;这次课程设计也许会又很多不足的地方,希望老师多多批评,我也会在以后的日子里不断学习提高自己动手的能力,使以后的设计会更好,也使自己得到更全面的提高参考文献1.唐介. 电机与拖动. 北京：高等教育出版社.2.唐介. 控制微电机. 北京：高等教育出版社.3.周绍英.电机与拖动.中国广播电视大学出版社1995年出版4.李海发. 电机学.科学出版社2001年出版5.刘起新. 电机与拖动基础. 中国电力出版社2005年出版。
直流PWM调速系统课设
（一）任务书1 性能指标稳态指标：系统无静差动态指标：σi<=5%;空载起动到额定转速时σn<=10% 。
2 给定电机及系统参数P N=220W，U N=48V，I N=3.7A，λ=2，n N=200r/min，R a=6.5欧姆电枢回路总电阻R =8欧姆电枢回路总电感L =120mH电机飞轮惯量GD2=1.29 Nm23 设计步骤及说明书要求①画出系统结构图，并简要说明工作原理②根据给定电机参数，设计整流变压器，并计算变压器容量及副边电压值；选择整流二极管及开关管的参数，并确定过流、过压保护元件参数。
③分析PWM变换器，脉宽调制器（UPW）及逻辑延时（DLD）工作原理。
④设计ACR、ASR并满足给定性能指标要求。
⑤完成说明书，对构成系统的各环节分析时，应先画出本环节原理图，对照分析。
⑥打印说明书（B5），打印电气原理图（A2）。
并交软盘（一组）一张。
目录（二） 实验设计方法及其步骤一、 概述该系统是运用H 型双极模式PWM 控制的原理,采用电流速度双闭环控制方式,设计的一个基于PWM 控制的直流电机控制系统,并设计了软启动电路和完善的保护电路,确保直流电机控制系统准确、可靠地运行。
在主电路设计上,三相交流电经整流电路整流、电容滤波,再由4个IGBT 组成的H 型双极模式转换电路进行调压控制电机速度。
在控制电路中,采用双闭环控制系统,内环是电流环,外环是速度环。
电流检测采用根据磁场补偿原理制成的新型霍尔效应电流互感器—LEM 模块[1].,电流环调节器采用PI 调节,电流调节器输出控制脉冲宽度调制电路产生PWM 波,再通过脉冲分配电路和驱动电路控制IGBT 实现功率变换。
速度检测采用直流测速发电机,其结构简单可靠,准确度高。
为使整个系统能正常安全地运行,设计了过流、过载、过压、欠压保护电路,另外还有过压吸收电路。
确保了系统可靠运行。
二、 系统结构框图及工作原理2.1 系统结构框图如下：双闭环脉宽调速系统的原理框图如图2-1所示。
10KW直流电动机不可逆调速系统~交、直流课程设计方案
2004级电气工程专业电力拖动自动控制系统课程设计第五组课程设计题目：10KW 直流电动机不可逆调速系统 课程：电力拖动自动控制系统 专业：电气工程及其自动化 指导老师：华静组员：郑周涛李德顺张万兴江吕日期：2007年12月24日星期一课题：10KW 直流电动机不可逆调速系统一、技术数据： 直流电动机：型号：3Z —71、额定功率N P =10KW 、N U =220V 、额定电流N I =55AN n =1000r/min 、极数2P=4、电枢电阻N R =0.5Ω、电枢电感D L =7mH励磁电压L U =220V 、励磁电流L I =1.6A 。
二、要求调速范围D=10、S<=15%、电流脉动系数i S ≤10%、设计中几个重点说明 三、主电路选择与参数计算1、主电路选择原则：一般整流器功率在4KW 以下采用单向整流电路，4KW 以上采用三相整流。
2、参数计算包括 整流变压器的参数计算、整流晶闸管的型号选择、保护电路的说明，参数计算与元件选择，平波电抗器电感量计算。
设计方案1.1直流电动机型号：3Z —71、额定功率N P =10KW 、额定电压N U =220V 、额定电流N I =55A 转速N n =1000r/min 、极数2P=4、电枢电阻N R =0.5Ω、电枢电感D L =7mH 励磁电压L U =220V 、S<=15%、励磁电流L I =1.6A 。
1.2电动机供电方案据题意采用晶闸管可控整流装置供电。
本设计选用的是中直流电动机，可选用三相整流电路。
又因本系统设计是不可逆系统，所以可选用三相半控桥整流电路。
电动机的额定电压为220V ，若用电网直接供电，会造成导通角小，电流脉动大，并且功率因数抵，因此，还是用整流变压器供电方式为宜。
题中对电流的脉动提出要求，故使用增加电抗器。
反馈方式选择原则应是满足调速指标要求的前提下，选择最简单的反馈方案。
1.3反馈方式的选择负载要求D ＝10，S ≤15％，则系统应满足的转速降10000.15/min 17.647/min (1)10(10.15)NNr r nD s n s⨯=≤=-⨯-∆电动系数：220550.50.19251000N aNe NNU I R C nφ--⨯===该直流电动机固有转速降'550.5/min 142.857/min17.647/min 0.1925N aN eNr r r I R n C φ⨯∆===故采用电压闭环控制系统，控制系统电压放大倍数'142.875117.09617.647N u Nn K n=-=-=∆∆1.4直流调速系统框架图 系统框架图如图1所示：图 1 直流调速系统框架图1.5主电路计算 1.5.1U2的计算2(1~1.2)d A BU Uε=其中：0.9,1,0.9A B ε==取＝则2220(1~1.2)271.6~325.9250.910.9V V U ==⨯⨯，取2U V ＝300电压比 ：122200.733300K U U=== 1.5.2一次电流I1和二次电流I2的计算 已知全波整流电路中121.11, 1.11fI I K KK ===111.05 1.05 1.1155/0.73387.45dA A I IKI K==⨯⨯=221.115560.05dA A I I K I=⨯==1.5.3变压器容量的计算11122087.4519239VA VA S U I==⨯=，22230060.0518015VA VA S U I ==⨯=1211()(1923918015)18.62722VA kVA SS S =+=+= 晶闸管整流电路如图2所示：图 2 晶闸管电路1.6晶闸管元件的选择 1.6.1晶闸管的额定电压(2~3)(2~300848.528~1272.79TNm V V UU ===，取1200TN V U =。
直流电机设计说明书
课程设计说明书课题名称：直流电机转速与正反转控制学院：专业：组员：指导老师：日期：目录1．课程设计任务书 (2)2．说明书正文 (3)2.1 前言 (3)2.2 现状 (3)2.3 任务分析与方案设计 (4)2.4 系统设计与开发 (5)2.5 元器件清单及参数选择 (6)2.6 电路的调试 (7)3. 心得体会 (7)4. 参考文献 (8)5. 附录 (8)1．课程设计任务书题目：直流电机转速与正反转的控制1.1 任务要求在Dais试验台基础上设计并调试一个外接电路，能够测量和显示所测量的值，并且具有一定得控制功能，变成并完成整个开发系统。
每组一题，分别由3-4位同学合作完成。
1.2 主要技术要求1）实现电机的正反转控制2) 实现电机转速自动调节1.3 主要完成任务1、查找相关资料，确定课程设计方案；2、微机接口电路硬件的焊接、装配、逐步排除故障及调试；3、用protel2004绘制微机最小系统配置原理图；4、用protel2004绘制相关项目的接口原理图；5、编写有关项目的程序，并进行调试；6、按照相关项目内容要求，上机进行联调；7、编写课程设计报告。
1.4 提交成果1、课程设计说明书一份(电子文档和打印稿各一份)。
要求: 内容完整，图表完备，条理清晰，分析有据，计算准确。
所附电路图布局合理，清洗完备，图形和符号要规范。
2、所有原器件清单。
3、电路实体一套。
要求: 该电路实体必须是经过自己安装调试并达到性能指标要求的电路实体。
1.5 时间安排09月06日~09月17日地点：机械工程学院微机原理实验室和学院中心机房09.06，7-206分组及分配课程设计任务；下午，查找相关资料，初拟总体方案。
09.07-09.08，2教428，上机熟悉protel2004软件，完成微机最小系统配制原理图、相关接口电路原理图及各项目接口。
09.09-09.10，借领工具、分发PCB板及相关元器件，PCB板的焊接、装配、调试等工作09.13-09.15，2教428，编写各项目相关程序设计及联机调试。
直流电机的调速方法
图8.6 晶闸管的等效电路
（a）结构分解图
（b）三极管等效电路
当晶闸管的阳极与阴极之间加上正向电压时，这时VT1和VT2都承受正向电压，如果在控制 的电压，就有控制电流Ig流过，它就是VT2的基极电流Ib2 ,经过VT2的放大，在VT2的集电极就 Ig（β2为VT2的电流放大系数），而这个IC2又恰恰是VT1的基极电流Ib1，这个电流再经过VT 集电极电流IC2=β1 Ib1=β1β2Ig(β1为VT1的电流放大系数)，由于VT1的集电极和VT2的基极
晶闸管是由四层半导体构成的，如图8.5（b）所示。它由单晶硅薄片P1、N1、P2、N2四层 个PN结。晶闸管的图形符号如图8.5（c）所示。
图8.5 晶闸管外形、结构及图形符号
（a）外形封装 （b）内部结构
（c）图形符号
晶闸管的工作原理
实验证明，当在晶闸管的阳极与阴极之间加反向电压时，这时不管控制极的信号情况如何 在晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压时，若在控制极与阴极之间没有电压或加反向电压，晶 当在晶闸管的阳极与阴极之间加正向电压时，在控制极与阴极之间加正向电压，晶闸管才会导 不管控制极有没有电压，只要阳极与阴极之间维持正向电压，则晶闸管就维持导通。下面来分
电压(UBR)。可见，晶闸管的反向伏安特性与二极管反向特性类似。
晶闸管的主要参数
为了正确选用晶闸管元件，必须要了解它的主要参数，一般在产品的目录上都给出了参数 合格证上标有元件的实测数据。
（1）断态重复峰值电压UDRM 在控制极断路和晶闸管正向阻断的条件下，可以重复加在晶闸管两端的正向峰值电压称为 其数值比正向转折电压小10%左右。 （2）反向重复峰值电压URRM 在控制极断路时，可以重复加在晶闸管元件上的反向峰值电压称为反向重复峰值电压URR 击穿电压小10%左右。 通常把UDRM与URRM中较小的一个数值标作器件型号上的额定电压。由于瞬时过电压也会使 选用元件的时候，额定电压一般应该为正常工作峰值电压的2～3倍作为安全系数。 （3）额定通态平均电流（额定正向平均电流）IT 在环境温度不大于40oC和规定的冷却条件下，晶闸管元件在电阻性负载的单相工频半波电 即全导通的条件下，可以连续通过的电流（在一个周期内）的平均值，称为额定通态平均电流
直流电机调速控制系统设计
成绩电气控制与PLC课程设计说明书直流电机调速控制系统设计.Translate DC motor speed Control system design学生王杰学号学院班级信电工程学院13自动化专业名称电气工程及其自动化指导教师肖理庆2016年6月14日目录1 ××11.1 ××××××11.1.1 ××××错误!未定义书签。
1.1.2 ××××1……1.2 ××××××11.2.1 ××××8……2 ×××××82.1 ××××××102.1.1 ××××10……3 ×××××123.1 ××××××123.1.1 ××××12……参考文献13附录14附录114附录2141 直流电机调速控制系统模型1.1 直流调速系统的主导调速方法根据直流电动机的基础知识可知，直流电动机的电枢电压的平衡方程为：R I E U a +=式(1.1)公式中：U 为电枢电压；E 为电枢电动势；R I a 为电枢电流与电阻乘积。
由于电枢反电势为电路感应电动势，故：n C E φe =式(1.2)式中：e C 为电动势常数；φ为磁通势；n 为转速。
由此得到转速特性方程如下：φe a C R I U /)(n -=式(1.3)由式（1.3）可以看出,调节直流电动机的转速有以下三种方法：1.改变电枢回路的电阻R ——电枢回路串电阻调速。
直流脉宽调速实验报告
直流脉宽调速实验报告1．任务和意义：生产实习的主要任务是设计一个直流电动机的脉宽调速（直流PWM）驱动电源。
纵观运动控制的发展历史，交、直流两大电气传动并存于各个应用领域。
由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，20世纪30年代起就开始使用直流调速系统。
直流调速系统由最早的旋转变流机组控制，发展为用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现调速，到现在由大功率开关器件组成的PWM电路实现数字化的调速，系统的快速性、可靠性、经济性不断提高，应用领域不断扩展。
尽管目前对交流系统的研究比较“热门”，但是其控制性能在某些方面还达不到直流PWM系统的水平。
直流PWM控制技术作为一门新型的控制技术，其发展潜力还是相当大的。
而且，直流PWM技术是电力电子领域广泛采用的各种PWM技术的典型应用和重要基础，掌握直流PWM技术对于学习和运用交流变频调速中SPWM技术有很大的帮助和借鉴作用。
2．设计内容：1）主电路的设计，器件的选型。
包括含整流变压器在内的整流电路设计和H桥可逆斩波电路的设计(要求采用IPM作为DC/DC变换的主电路，型号为PS21564)。
2）PWM控制电路的设计（指以SG3525为核心的脉宽调节电路）。
3）IPM接口电路设计（包括上下桥臂元件的开通延迟，及上桥臂驱动电源的自举电路）。
4）DC15V 控制电源的设计（采用LM2575系列开关稳压集成电路，直接从主电路的直流母线电压经稳压获得）。
2 主电路设计说明1．概述可逆PWM 变换器主电路的结构型式有H 型、T 型等类， H 型变换器，它是由四个功率场效应管和四个续流二极管组成的桥式电路。
H 型变换器在控制方式上分双极式、单极式和受限单极式三种,在此使用双极式H 型PWM 变换器。
二极管整流桥把输入的交流电变为直流电。
四只功率器件构成H 桥，根据脉冲占空比的不同，在直流电机上可得到＋或－的直流电压。
2．设计说明1）由于电源部分是交流电源，所以需要对电源进行整流，整流部分采用4个二极管集成在一起的整流桥模块，在电源交流的正负半周轮流导通，以达到整流的目的。
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正文：根据小功率直流电机调速电路的工作图框。
电机额定电压E=
8V
电机内阻R=
1欧
电机额定功率P=
2.8W
系数K：
6mv分/转
y转速稳定调速范围n=
0~1200转/分
电机反电动势Ed=
kn
可以得出得出设计的电路原理
电源图
(1)：转数设定电压
(2)：电压比较
(3)：电流驱动，直流检测
4，减法电路部分的理论计算............................................................................
5，电流驱动部分的理论计算............................................................................
电容Ci=1uF
故整个原理图：
原器件清单： 三端稳压器：LM7815.
三极管;3AD53A.
集成运算放大器A1：CF347C
集成运算放大器A2:CF3130
电容C=1000uF
电容C0=0.33uF
电容Ci=1uF
R3=82kΩ
获得U02与Ed之间的关系后，通过虚短的原则，根据(1)
可知UR2=U02。也就实现了Ed与UR2之间的联系，进而实现了转速的调节。
（2）：电流驱动，直流检测：电流驱动由三极管T来实现，考虑到功率过大，要 用调整管
由U01的变化，进而导致基极电流变化，引起发
（3）：电压比较：通过电压比较器实现大的闭环反馈。通过UR2与U02的比较输 出U01的值。由UA1提供电压，使U01满足电路需要。
第二步：确定A1的型号，以及UA1，调整三极管T
图为省去减法电路的简化部分.
U01=UBEQ+U1
U01max=UBEQ+U额+ I额R
=0.7+8+1*2.8/8
=9.05v
所以UA1=12v,A1取CF347C
由电路知识可知Ucz>U额+ I额R=8.35v.考虑到UCES>UBE
可取Uc=12v.则调整三极管T的参数。
8，电源参数的选择............................................................................................
9，经验体会........................................................................................................
调整三极管T的最大集电极电流 Icmax≈IEmax=I=0.35A
承受的管压降最大
=Uc-0
=12v
功率消耗最大
所以 则调整三极管T取3AD53A.
第三步 确定
UR2= U02= Ed 顾可取U=16v
=100Ω
=5v =300Ω
三端稳压器：LM7815.
电容C=1000uF
电容C0=0.33uF
（4）：转数设定电压：通过调节R2,进而调节UR2,实现UR2与U02的比较，然后决定U01的输出
通过（1）~（4）之间的连接，就完成了整个小功率直流电动机的调速设计。
供电电路采用稳压管稳压电路。
得出原理图后，根据给定参数进行各组成部分的值的确定。
电机额定电压：U额=8v
电机额定功率P额=2.8w
转数稳定调节范围：【0,1200】r/min
电机内阻：r=1Ω
柔数：k=6Ω.
Ed=U1-U2-Ir
I=
故
考虑到（1）的电源供压不要求太大，因此
U02= 【U1-(1+r/R0)】= Ed= kn
根据虚断，虚短：可得
取Rf=100kΩ,则R5=100kΩ
取R4=27kΩ,则R3=82kΩ
U02的范围为【0,3.6v】，则取UA2=8v,则A2取CF3130
2，电路图的设计与确定...................................................................................2
3，取样电路部分的理论计算............................................................................
《电子技术基础》
课程设计报告书
课题名称
小功率直流电机调速电路的设计
姓 名
学 号
专 业
机械设计制造及其制动化
指导教师
1，设计的任务及要求........................................................................................1
(4)：减法电路，取样
小功率直流电机调速电路的目的是通过人为的调节转速设定电压值，即（1）的
部分，从而实现电机转速的变化。由电动机转动的反电动势Ed=kn，可以找 出转速与反电动势之间的关系，也可以确定Ed的范围
下面介绍（1） ~（4）四个部分的功能
（1）：减法电路，取样：减法电路的目的势为了获得U02与Ed之间的关系
6，电压比较部分的理论计算............................................................................
7，系统电路总图................................................................................................
附录：原器件清单............................................................................................
小功率直流电机调速电路的设计
摘要：基于模拟电子技术的学习，通过模拟电子技术课程设计，培养理论联想的能力。小功率直流调速电路的设计主要分为转数设定电压值减法电路，电压比较，直流电流驱动四个部分的设计，基于整体设计的考虑，其中以减法电路的设计为核心。