直流电机无极调速系统课程设计

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1、 - 0 - 电力电子电力电子工程工程设计报告设计报告 题题 目：目： 直流开环调速系统 学学 院：院： 班班 级：级： 姓姓 名：名： 学学 号：号： 指导老师：指导老师： - 1 - 目录目录 第 1 章 前言 . - 2 - 第 2 章 原理框图及电路设计 - 3 - 2.1 原理框图 - 3 - 2.2 系统电路设计 . - 4 - 第 3 章 整流电路 - 6 - 3.1 三相桥式全控整流电路原理 - 6 - 3.2 三相桥式全控整流电路图 . - 8 - 3.3 整流变压器电路 . - 8 - 第 4 章 控制电路 - 9 - 4.1 电路结构 - 9 - 4.2 ASR 调节器电

2、路 - 9 - 4.3 触发电路 - 10 - 4.4 驱动放大电路 . - 14 - 第 5 章 保护电路 - 15 - 5.1 保护电路的意义 . - 15 - 5.2 过电流保护电路 . - 15 - 5.3 过电压保护电路 - 16 - 5.4 滤波电路 - 16 - 第 6 章 元件参数计算及选型 - 18 - 6.1 已知数据 - 18 - 6.2 参数计算 - 18 - 第 7 章 总结 . - 20 - 附录 . - 21 - 元件清单 - 22 - - 2 - 第第 1 1 章章 前言前言 电力电子电路吸收了电子学的理论基础， 根据器件的特点和电能转换 的要求，开发出许多包括

3、各种控制、触发、保护、显示、信息处理、继电 接触等电路。利用这些电路，根据应用对象的不同，组成了各种用途的整 机，称为电力电子装置。这些装置常与负载、配套设备等组成一个系统。 电机的调速系统就是其中一种， 它包含直流调速系统和交流调速系统 两种，交流调速系统局限性比较大，而相比之下，虽然直流电机价格高、 结构复杂、维修难，不过，它具有良好的起动制动性能，并且更容易做到 较宽范围内的平滑调速，所以，直流调速系统是电机自动调速系统的主要 形式。 此次工程设计的题目是能够运用于集成 PCB 板的直流电机开环调速 系统，主要内容包括原理的分析，主电路设计，控制电路设计，保护电路 设计，元件参数计算和

4、PCB 板图绘制等。 该系统为无极调速，采用降电压调速方式，主电路接入三相交流电， 通过整流电路整流后连接电机。在此系统中，采用晶闸管整流，整流电路 采用三相桥式全控整流，其六脉波整流方式能够使波形更加平稳。过电压 保护采用 RC 过电压抑制电路，过电流保护采用快速熔断器。三项全控桥 整流电路触发电路由 3 个 KJ004 集成块和 1 个 KJ041 集成块构成，形成 六路双脉冲。触发电路通过控制晶闸管的开断时间控制整流端的电压输 出，从而控制直流电机转速。 我们团队在完成这次设计任务中，分工合作，共同努力解决难题，从 中既学到了很多专业知识，又明白了团队分工合作的重要性。这次工程设 计对我

5、们能力有很大的提升，感谢指导老师对我们提供的帮助。 - 3 - 第第 2 2 章章 原理框图及电路设计原理框图及电路设计 2.1 2.1 原理框图原理框图 图 2-1 系统原理框图 公 用 三 相 电网 380V 过流 保 护 过压 保 护 变压器 过电压保护 晶闸管整流 取样电路 比较电路 负载部分 电压调节器 触发电路 驱动电路 - 4 - 2.2 2.2 系统电路设计系统电路设计 主电路主要包括：电网输入，变压器，过电压保护，过电流保护，三 相桥式全控整流电路，以及负载部分（如电动机） ；控制电路主要包括： ASR 调节电路、触发电路、驱动放大电路。通过各个部分的有机结合在 一起，就构成

6、了一个晶闸管整流直流调压电路。具体地，主电路采用三相 桥式全空整流的形式，将三相交流电转换为直流电。ASR 调节电路及 PI 调节器用芯电阻和电容构成， 它的作用是放大给定信号与反馈信号之差转 化为触发电路的移相控制信号。 触发电路为 TC787 集成触发器；驱动放 大电路由三极管、二极管以及变压器组成；保护电路又分为电压保护电路 和电流保护电路，电压保护采用 RC 电路，用熔断器来对电路进行电流保 护。 图 2-2 系统电气原理图 - 5 - 图 2-2 系统原理图 - 6 - 第第 3 3 章章 整流电路整流电路 3.1 3.1 三相桥式全控整流电路原理三相桥式全控整流电路原理 整流方式多种多样， 但目前在各种整流电路中应用最多的是三相 桥式全控整流电路。 三相桥式全控整流电路是