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。
参考教材
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
ppt精选版
22
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。
ppt精选版
8
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。
参考教材
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
ppt精选版
23
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。
参考教材 电子技术基础 上网
场效应管增强型N-MOS
ppt精选版
24
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。
ppt精选版
17
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。