1、电力电子课程设计 1 引言引言 在现代生产过程中，许多电机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。而直流电动机开环调速系统具有良好的启动， 制动性能，适宜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 领域中得到广泛的应用。从控制角度来看，直流调速还是交流拖动的基础。 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，控制系统的硬件非常复杂，功能单一，而且系统 非常不灵活、调试困难，阻碍的电动机控制技术的发展和应用范围的推广。随着 模拟技术的逐渐成熟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
2、动机的控制提供了更大的灵活性，并使系统能够 达到更高的性能，还能节省 人力资源和降低系统成本，从而有效提高工作效率。 事实上由于电机的容量较大，又要求电流的脉动较小，故采用三相全控桥式 整流电路供电方案。为保证供电质量，应采用三相降压变压器将电源电压降低， 为避免三次谐波电动势的不良影响，应采用/Y 接法。调压调速系统是在保持 他励直流电动机的磁通为额定值的情况下，电枢回路不串入电阻，将电枢两端的 电压（电源电压）降低为不同的值时，可以获得与电动机固有机械特性相互平行 的人为机械特性，调速方向是基速以下，属于恒转矩调速方法。只要输出的电压 是连续可调的，即可实现电动机的无级调速，而且低速运行时
3、的机械特性基本保 持不变，所以 得到的调速范围可以达到很宽，而且实现可逆运行。转速、电流 截止负反馈闭环系统既兼顾了启动时的电流的动态过程， 又保证稳态后速度的稳 定性， 在起动过程的主要阶段， 只有电流负反馈， 没有转速负反馈。 达到稳态后， 只要转速负反馈，不让电流负反馈发挥主要作用很好地满足了生产需要。 电力电子课程设计 2 目目 录录 第第 1 1 章章 直流电动机开环调速直流电动机开环调速.2 第第 2 2 章章 总体方安设计及原理框图总体方安设计及原理框图.5 2.1 总体方安设计分析5 2.2 系统的原理框图5 第第 3 3 章章 主电路设计主电路设计.6 3.1 主电路设计分析
4、6 3.2 主电路原理图7 3.3 主电路各分单元原理及设计7 3.3.1 过压保护电路8 3.3.2 过流保护电路8 3.3.3 滤波电路8 3.4 主电路元件参数计算及选型9 3.4.1 设计依据主要参数9 3.4.2 具体参数计算9 第第 4 4 章章 控制电路设计控制电路设计11 4.1 控制电路的设计分析.11 4.2 控制电路各分单元原理及设计.11 4.2.1 触发电路.12 4.2.2 驱动放大电路.14 4.2.3 励磁电路.16 第第 5 5 章章 总结与体会总结与体会.17 参考文献参考文献18 附录附录19 电力电子课程设计 3 第第 1 1 章章 直流电动机开环调速方法直流电动机开环调速方法 根据直流电机转速方程： e UIR n K 式中 n 转速（r/min） ； U 电枢电压（V） ； I 电枢电流（A） ； R 电枢回路总电阻（ ） ； 励磁磁通（Wb） ； e K 由电机结构决定的电动势常数。 由式(2-1)可以看出，电动机有三种调节转速的方法： (1
