基于工作过程的《晶闸管直流调压、调速》课程开发
第17单元 晶闸管直流调速系统
（1）调阻调速
（2）调压调速
工作条件： 保持励磁 = N ； 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。
（3）调磁调速
工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 N n ， n0 调速特性： 转速上升，机械特性曲 线变软。
n U
M
+
(+)
组 成 ： 由~M拖动 = G→=G 给 =M供电→直 流励磁发电 机 GE 给 = G 和=M励磁。
原 理 ：
调节→U改变→ 转速n变化。改 变方向，n转向 跟着改变。
特 点 ：
设备多、体积大、 费用高、效率低、 安装维护不便、运
行有噪声。
2、静止可控整流器--利用静止的可控整流器(如晶闸管 可控整流器)，获得可调的直流电压。（V-M系统）
优点:
运行稳定、效率高、静动 态性能好；
缺点: 容量不大
开环V-M系统的机械特性
1、系统组成
GT
Un
~
L
~
n M
+
V
Ud
2.调节原理
图1-4 晶闸管直流调速系统
* 调节 U →改变移相角α→改变 U→ n d
n改变。
3.开环系统机械特性
电流连续时：
电流断续时：
晶闸管整流 器可看成是 一个线性的 可控电压源
I R0 C
u ex 1
U ex ( S ) U in ( S )
in
Is
I
u
0
t
dt
④PI（比例积分）控制器
电力电子装置课程设计晶闸管相控整流直流调速系统
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 晶闸管相控整流直流电动机调速系统设计初始条件：直流电动机额定数据：P N=3KW，U N=220V，I N=17.5A，n N=1500r/min，λ=1.2要求完成的主要任务:采用集成触发器即调节器构成转速电流闭环的直流调速系统，设计该系统的原理图，并计算晶闸管的额定电压和额定电流。
时间安排：查阅资料：6.28任务设计：6.29-7.1校正、打印：7.2指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)1 设计任务及要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2 设计要求 (2)2 转速、电流双闭环直流调速系统概述 (3)2.1 转速双闭环直流调速系统的组成 (3)2.2 双闭环直流调速系统的静特性 (4)3 系统主电路及器件参数计算 (5)3.1 晶闸管相控整流直流电动机调速系统原理 (5)3.2 总体方案 (5)3.2.1 三相桥式全控整流电路 (7)3.3 整流变压器参数计算 (7)的计算 (7)3.3.1 次级电压U2及变压器容量的计算 (8)3.3.2 次级电流I23.4 晶闸管参数计算 (8) (8)3.4.1 晶闸管额定电压UTN3.4.2 晶闸管额定电流I (8)TN3.5 平波电抗器参数计算 (9)3.5.1 电枢电感LM的计算 (9)3.5.2 整流变压器漏电感L的计算 (9)B时保证电流连续所需的主回路3.5.3 最小负载电流为Idmin电感量L的计算 (9) (9)3.5.4 保证电流连续的临界电感量Ldcr4 保护电路的设计及其元件参数的计算 (10)4.1 过电压保护 (10)4.1.1 直流侧过电压保护 (10)4.1.2 关断缓冲电路 (10)4.1.3 交流侧过电压保护 (11)4.2 短路过电流保护 (12)4.3 过电流保护 (13)5 系统控制电路设计 (14)5.1 信号检测电路设计 (14)5.2 系统调节器 (14)5.3 触发电路 (15)结束语 (17)参考文献 (17)附录电气原理总图 (18)本科生课程设计成绩评定表摘要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，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到应用。
晶闸管双闭环直流调速系统课程设计全程序.
晶闸管双闭环直流调速系统课程设计全程序一．晶闸管整流器设计1.进行主电路形式选择：整流器主电路联结形式的确定：整流器主电路联结形式多种多样，选择时应考虑以下情况：（1）.可供使用的电网电源相数及容量；（2）.传动装置的功率；（3）.允许电压和电流脉动率；（4）. 传动装置是否要求可逆运行，是否要求回馈制动；本设计任务已规定采用晶闸管三相全控桥式整流电路，具有以下特点：2整流变压器的选择：整流变压器一次侧接交流电网，二次侧连接整流装置。
整流变压器的选择主要内容有连接方式、额定电压、额定电流、容量等。
（1）整流变压器的作用和特点1）整流变压器的作用：变换整流器的输入电压等级。
由于要求整流器输出直流电压一定，若整流桥路的交流输入电压太高，则晶闸管运行时的触发延迟角需要较大；若整流器输入电压太低，则可能在触发延迟角最小时仍不能达到负载要求的电压额定值。
所以，通常采用整流变压器变换整流器的输入电压等级，以得到合适的二次电压。
实现电网与整流装置的电气隔离，改善电源电压波形，减少整流装置的谐波对电网的干扰。
2）整流变压器的特点：由于整流器的各桥臂在一周期内轮流导通，整流变压器二次绕组电流并非正弦波（近似方波），电流含有直流分量，而一次电流不含直流分量，使整流变压器视在功率比直流输出功率大。
当整流器短路或晶闸管击穿时，变压器中可能流过很大的短路电流。
为此要求变压器阻抗要大些，以限制短路电流。
整流变压器由于通过非正弦电流引起较大的漏抗压降，因此它的直流输出电压外特性较软。
整流变压器二次侧可能产生异常的过电压，因此要有很好的绝缘。
3）整流变压器的联结方式（2）.整流变压器二次相电压的计算1）整流变压器的参数计算应考虑的因素。
由于整流器负载回路的电感足够大，故变压器内阻及晶闸管的通态压降可忽略不计，但在整流变压器的参数计算时，还应考虑如下因素：a)最小触发延迟角min α：对于要求直流输出电压保持恒定的整流装置，α应能自动调节补偿。
实验一晶闸管直流调速系统主要单元调试
uT
uu
uv
uw
uu
1# 2# 3# 4# 5# 6#
如何调准90°?
二、单闭环系统的调试步骤
1、各单元的调试
（2）转速调节器ASR的调试
R0 RP1
R0
R1 C1
+ +
ASR
Rbal
+15V
RP1
Uct
RP2
-15V
限幅值和参数
二、单闭环系统的调试步骤
1、各单元的调试 （3）主电路的调试
直流电流表 B1 A
（3）按测得数据，画出两个电平检测器的 回环。
4．反号器（AR）的调试
测定输入输出比例，输入端加+5V电压， 调节RP，使输出端为-5V
5．逻辑控制器（DLC）的调试
测试逻辑功能，列出真值表，真值表应符合下表：
UM 输入
UI
1 1 0 0 01 1 0 0 1 00
Uz(Ublf) 0 0 0 1 1 1 输出
2 测取静特性时，须注意主电路电流不许超过电机的 额定值(1.1A).
3 双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接， 故在使用时，必须使两探头的地线同电位(只用一根 地线即可)，以免造成短路事故。
四、思考题
1．闭环系统的调试原则是什么？ 2．如何整定系统的零位？ 3．如何整定反馈系数α? 4 . 如果发现闭环后，转速很高且不可控，
3、系统的闭环调试
（2）系统闭环运行；（3）闭环静特性测试 +
R1
C1
~
G
-
-15V
RP1
U
* g
R0
R0
++ +
ASR
晶闸管直流电动机调速系统研发设计
晶闸管直流电动机调速系统的设计摘要：该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
此外，还有双窄脉冲形成环节。
同时考虑了保护电路和缓冲电路，通过参数计算对晶闸管进行了选型，也对直流电动机进行了简单的介绍。
关键词：可控整流晶闸管触发电路缓冲电路保护电路1 设计的性质和目的半导体变流技术自六十年代出现以来获得迅速发展，它的应用日益广泛，已深入各工业电气自动化领域，成为机电一体化的重要组成部分. 晶闸管可控整流直流电动机调速系统是半导体技术的一种应用类型，它具有高效率无级调速的优点。
本设计中的调速系统在矿山牵引，运输和包装机械中应用十分广泛，直流电动机具有良好的起动性和调速性能，它的特点是起动转距大，能在宽广的范围内平滑，经济地调速，转速容易控制，调速后的效率仍然很好。
本设计中的电动机参数自动测试系统适用于晶闸管-直流电动机系统，而且也适用于其他运动控制系统，过程控制系统或机电控制系统。
直流电机有三种控制方式，即控制电枢电压改变电动机的转速，控制电动机励磁电流改变电动机的转速以及电枢串电阻调速。
1)单向驱动用晶闸管控制直流电动机时功率较小的电动机采用单相电源，功率较大电动机的主回路采用三相以上电源。
一般都有整流变压器，但有不同相数和接法大部分采用三相桥式连接。
电动机以最低速度连续运行时，电流不容易连续，高精度控制时，如果负载电路不连续，相当于电枢电阻增大，为此可在主电路中接入较大电感，防止电流断续，但控制时间常数会增大。
2)双向驱动如果需要双向驱动直流电动机时，可采用双组反相并联的整流电路。
第一组整流电路使电动机正转，第二组整流电路使电动机反转或正向制动，具有使电动机双向运行的良好功能。
要使电动机正反转，就要求晶闸管控制电路使整流器输出加到电动机的电压可反向，或者加到励磁电路上的电压可反向。
可以采用接触器使电动机电压反向，这种方式不需要环流控制，控制简单，廉价，经常采用。
晶闸管可控整流技术直流电机调速系统设计
目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介 (1)1.3 课题设计要求 (1)1.4 课题主要内容 (2)2 主电路设计 (3)2.1 总体设计思路 (3)2.2 系统结构框图 (3)2.3 系统工作原理 (4)2.4 对触发脉冲的要求 (5)3 主电路元件选择 (6)3.1 晶闸管的选型 (6)4 整流变压器额定参数计算 (8)4.1 二次相电压U2 (8)4.2 一次与二次额定电流及容量计算 (9)5 触发电路的设计 (11)6 保护电路的设计 (14)6.1 过电压的产生及过电压保护 (14)6.2 过电流保护 (14)7 缓冲电路的设计 (16)8 总结 (19)1 绪论1.1 课题背景当今,自动化控制系统已在各行各业得到广泛的应用和发展,而自动调速控制系统的应用在现代化生产中起着尤为重要的作用,直流调速系统是自动控制系统的主要形式。
由可控硅整流装置供应可调电压的直流调速系统(简称KZ—D系统)和旋转变流机组及其它静止变流装置相比，不仅在经济性和可靠性上有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。
可控硅虽然有许多优点，但是它承受过电压和过电流的能力较差，很短时间的过电压和过电流就会把器件损坏。
为了使器件能够可靠地长期运行，必须针对过电压和过电流发生的原因采用恰当的保护措施。
为此，在变压器二次侧并联电阻和电容构成交流侧过电压保护；在直流负载侧并联电阻和电容构成直流侧过电压保护；在可控硅两端并联电阻和电容构成可控硅关断过电压保护；并把快速熔断器直接与可控硅串联，对可控硅起过流保护作用。
随着电力电子器件的大力发展，该方面的用途越来越广泛。
由于电力电子装置的电能变换效率高，完成相同的工作任务可以比传统方法节约电能10%～40%，因此它是一项节能技术，整流技术就是其中很重要的一个环节。
1.2 直流电动机调压调速可控整流电源设计简介该系统以可控硅三相桥式全控整流电路构成系统的主电路，采用同步信号为锯齿波的触发电路，本触发电路分成三个基本环节：同步电压形成、移相控制、脉冲形成和输出。
(2021年整理)晶闸管整流直流电动机调速系统
晶闸管整流直流电动机调速系统(推荐完整)编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（晶闸管整流直流电动机调速系统(推荐完整)）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统.双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用最广泛的电力传动系统.它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
本此设计主要：就是针对直流调速装置，利用晶闸管相控整流技术，结合集成触发器芯片和调节器，组成晶闸管相控整流直流电动机调速系统,主要应用的芯片是TCA785集成移相触发控制芯片，实现调速系统。
同时设计出完整的电气原理图，将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。
教具制作《单结晶体管触发直流调速系统》说明
教具制作《单结晶体管触发直流调速系统》说明摘要：“晶闸管直流调速装置”在工业生产中已得到广泛应用，这次研发本身既具有实际生产上的使用价值，更具有教学实验方面的应用价值。
该直流调速系统为电力电子、直流调速等课程教学必备的设备，该设备设计、制作、调试、安装的整个过程都符合现代职业教学理念，把电气类的相关课程知识融合到一个项目里面，进一步促进了学校的教学改革，为学生的项目学习提供了参考。
关键词：晶闸管直流调速桥式半控整流一、设备名称：单结晶体管触发直流调速系统单结晶体管触发直流调速系统是一种采用晶闸管半控桥模块和分立元件制造的小功率调速装置，主要用于电力电子教学演示和学生线路排故技能的训练。
本装置主电路采用单相桥式半控电路，并带有电压负反馈、电流正反馈、电流截止负反馈等环节，提高了调速精度，限制了启动电流。
本装置又装有单相全波整流器，作为直流电机的励磁电源。
二、主要技术参数1.适用于4KW以下直流电动机的无级调速（调速范围D≤10∶1，静差率S≤10%）；为小容量晶闸管直流调速装置。
2.电源电压：220V单相交流；输出电压：直流180V；输出最大电流：10A；励磁电压：直流180V；励磁电流：1A。
三、功能介绍1.原理图设计。
原理图附在电路板正面，元件和电路图中的符号位置基本一致，电路和实物基本结合。
一些大的元件，如电位器，与电路不一致的，元件旁边有标识。
2.元件引脚处理。
元件引脚加接接线柱，在更换易损元件时方便快捷。
3.设有独立的主电路和故障控制电路。
主电路中，触发电路和电机调速电路也可分开，可以先调试单结晶体管出发电路的触发脉冲。
脉冲正常后再调电机主电路，调速过程主要是调节触发脉冲。
故障控制电路设计中，有故障设置和故障检测的功能。
故障设定后，学生若排除不了，考评的老师可以通过检测电路直接显示故障位置。
4.具有电压负反馈、电流正反馈和电流截止负馈环节。
5.配置小型直流他励电动机；主回路采用单相桥式半控整流线路。
双闭环晶闸管直流调速系统课程设计报告书
课程设计课程名称：运动控制系统设计题目：双闭环直流晶闸管调速系统课程设计学院：电气与信息工程学院专业：自动化年级： 1304学生：曾龙辉指导教师：建军日期： 2016.5.20教务处制目录第一章绪论 (2)第二章总体方案设计 (3)2.1方案比较 (3)2.2方案论证 (3)2.3方案选择 (4)2.4设计要求 (4)第三章单元模块设计 (4)3.1转速给定电路设计 (5)3.2转速检测电路设计 (5)3.3电流检测电路设计 (6)3.4整流及晶闸管保护电路设计 (6)3.4.1 过电压保护和du/dt限制 (7)3.4.2 过电流保护和di/dt限制 (7)3.4.3 整流电路参数计算 (8)3.5电源设计 (9)3.6控制电路设计 (10)第四章系统调试 (15)第五章设计总结 (17)第六章总结与体会 (18)7参考文献 (18)第一章绪论自70年代以来，国外在电气传动领域，大量地采用了“晶闸管直流电动机调速”技术（简称KZ—D调速系统），尽管当今功率半导体变流技术已有了突飞猛进的发展，但在工业生产中KZ—D 系统的应用还是占有相当的比重。
在工程设计与理论学习过程中，会接触到大量关于调速控制系统的分析、综合与设计问题。
传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。
双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛，经济，适用的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以再保证系统稳定的条件下实现转速无静差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降小等等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止至负反馈环节是专门用来控制电流的。
晶闸管直流电动机调速系统设计设计
晶闸管直流电动机调速系统设计目录1设计概述 (1)1.1 设计意义及要求 (1)1.2 方案分析 (1)1.2.1 可逆调速方案 (1)1.2.2 控制方案的选择 (2)2主电路的设计与分析 (3)2.1 整流电路 (3)2.2 斩波调速电路 (4)3控制电路的设计与分析 (5)3.1 触发电路的设计与分析 (6)3.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析 (6)3.2.1 欠压锁定功能 (7)3.2.2系统的故障关闭功能 (7)3.2.3软起动功能 (7)3.2.4 波形的产生及控制方式分析 (8)3.3 延时、驱动电路的设计 (8)3.4 ASR和ACR调节器设计 (9)3.4.1 ASR（速度调节器） (9)3.4.2 ACR（电流调节器） (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)晶闸管直流电动机调速系统设计1设计概述1.1 设计意义及要求有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
改变电枢电压的极性，或改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。
当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多，可以改变直流电机电枢两端电压的方向，可以改变直流电机励磁电流的方向等等，即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。
电枢励磁反接方法需要的晶闸管功率小，适用于被控电机容量很小的情况，励磁电路中需要串接很大的电感，调速时，电机响应速度较慢且需要设计很复杂的电路，故在设计中不采用这种方式。
电枢电压反接法可以应用在电机容量很的情况下，且控制电路相对简单电枢反接反向过程很快，在实际应用中常常采用，本设计中采用该方法。
电枢电压反接电路可以采用两组晶闸管反并联的方式，两组晶闸管分别由不同的驱动电路驱动，可以做到互不干扰。