10kw直流电动机可逆调速电路设计

辽 宁 工 业 大 学

电力电子技术课程设计（论文）

题目：10KW直流电动机不可逆调速电路

院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名：

指导教师： （签字） 起止时间：

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室： 电气 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘 要

中等容量的整流装置或要求不可逆调速的电力拖动系统中，可采用比三相全控桥式整流电路更简单、经济的三相桥式半控整流电路。它由共阴极接法的三相全波可控整流电路与共阳极接法的三相半波不可控整流电路串联而成，因此这种电路兼有可控与不可控两者的特性。电机分为直流电机和交流电机两大类。直流电机由于其便于控制和控制精度比较高的特点。本文研究了三相半控整流电路带直流电动的情况，分析了工作原理，还设计了主电路、晶闸管触发电路和保护电路。

关键词：三相桥式半控整流；晶闸管 ；直流电动机

目 录

第1章 绪论 .......................................................... 1

1.1 电力电子技术概况 ............................................. 1 1.2 本文设计内容 ................................................. 2 第2章 10KW直流电动机不可逆调速电路设计 ............................. 3

2.1 10KW直流电动机不可逆调速电路总体设计方案 ..................... 3 2.2具体电路设计 ................................................. 4

2.2.1直流调速系统 ......................................................................................... 4 2.2.2控制电路设计 ......................................................................................... 5 2.2.3保护电路设计 ......................................................................................... 8 2.3元器件型号选择 .............................................. 12 2.4系统调试或仿真、数据分析 .................................... 14 第3章 课程设计总结 ................................................. 18 参考文献 ............................................................ 19

第1章 绪论

1.1 电力电子技术概况

电机调速广泛应用于我们的生活、生产的各个领域中，例如：机床、电动工具、电动机车、机器人、家用电器、计算机驱动器、汽车、轮船、轧钢、造纸和纺织行业等等。据报道，世界上大约有100亿以上各种电机在工作。近年来，我国空调一年的产量就1000多万台，每台都需要电机调速控制，可见电机调速应用市场非常庞大。

电机分为直流电机和交流电机两大类。直流电机由于其便于控制和控制精度比较高的特点，在很长一段时间内被广泛应用，被人们认为难以被其他电机所取代。随着单片机技术的日新月异，使得许多控制功能及算法可以采用软件技术来完成，为直流电动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能达到更高的性能。采用单片机构成控制系统，可以节约人力资源和降低系统成本，从而有效的提高工作效率。

直流电动机具有良好的起动、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了广泛的应用。从控制的角度来看，直流调速还是交流拖动系统的基础

早期直流电动机的控制均以模拟电路为基础，采用运算放大器、非线性集成电路以及少量的数字电路组成，控制系统的硬件部分非常复杂，功能单一，而且系统非常不灵活、调试困难，阻碍了直流电动机控制技术的发展和应用范围的推广。20世纪70年代以来，直流电机传动经历了重大的技术、装备变革。整流器的更新换代，以晶闸管整流装置取代了习用已久的直流发电机电动机组及水银整流装置使直流电气传动完成了一次大的跃进。同时，高集成化、小型化、高可靠性及低成本成为控制的电路的发展方向。使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大。直流调速技术不断发展，走向成熟化、完善化、系列化、标准化，在可逆脉宽调速、高精度的电气传动领域中仍然难以替代.

1.2 本文设计内容

本文主要研究了10kw直流电动机的不可逆调速系统的原理，提出了调速系统的方案即主电路通过采用晶闸管三相全控桥整流电路供电方案。在确定调速系统的方案后还他做了以下几个步骤：1直流调速系统2主电路设计与分析3触发电路设计.4保护电路设计5数据分析计算6仿真试验来确定了不可逆调速系统的稳定性与可靠性。

通过课程设计，一方面使我们对本课程所学内容加深理解，另一方面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，培养我们的工程设计能力。电力电子是一门专业基础性质很强且与生产应用实际紧密联系的课程，学习本课程，培养我们对物理概念与基本分析方法的学习能力，做到理论结合实际，尽量做到器件、电路、应用三者结合。在学习方法上也形成了对电路的相位与波形的分析习惯，抓住电力电子器件在电路中道通与截止的变化过程，从波形分析中进一步理解电路的工作状况，培养了读图与分析能力，掌握器件计算、测量、调整及电路分析等方面的实践能力。

第2章 10kw直流电动机不可逆调速电路设计

2.1 10kw直流电动机不可逆调速电路总体设计方案

图2.1 10KW直流电动机不可逆调速电路（1）

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。该电路采用三相减压变压器将电源电压降低的减压调速方案，因此励磁电压保持恒定。励磁绕组采用三相全控桥式整流电路，整流电源从主变压器二次侧U2、V2、W2端引入。为保证先加励磁后加电枢电压，主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合，同时设有弱磁保护环节。

2.2具体电路设计

2.2.1直流调速系统

直流调速系统种类

变压调速是直流调速系统的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。常用的可控直流电源有以下三种：

1） 旋转变流机组。用交流电动机和直流发动机组成机组，获得可调的直流电压。

2） 静止式可调整流器。用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。 3） 直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。

调速系统选择

机组供电的直流调速系统在上世纪60年代使用广泛，但该系统需要选择变流机组，至少包含两台与调速机组容量相当的旋转电机，还要一台励磁发电机，因此设备多，体积大，费用高，效率低，安装需打地基，运行有噪声，维护不方便。为克服这些缺点，60年代以后就开始使用各种静止式的变压或变流装置来代替旋转变流机组。

晶闸管诞生以后，就逐步出现使用晶闸管整流装置来实现调速的应用系统。晶闸管整流装置的使用，去除了直流电机调速需要的较大功率的放大器，而且晶闸管控制的快速性，提高了系统的动态性能。然而晶闸管整流器难以实现系统的可逆运行，由半控整流电路组成的V-M系统只运行单象限运行，全控整流电路可以实现有源逆变，允许电机工作在反转制动状态，若要获得四象限运行，需采用正、反两组全控整流电路 …… 此处隐藏：2954字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……