電力電子課程設(shè)計(jì)--直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)</p><p>　　院 、 部：電氣與信息工程學(xué)院</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p

2、>　　專 業(yè)：自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)：自本1102 </p><p>　　完成時(shí)間：2014.5.24 </p><p>　　摘要 </p><p>　　當(dāng)今,自動(dòng)化控制系統(tǒng)已在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,而自動(dòng)調(diào)速控制系統(tǒng)的應(yīng)用在現(xiàn)代

3、化生產(chǎn)中起著尤為重要的作用,直流調(diào)速系統(tǒng)是自動(dòng)控制系統(tǒng)的主要形式。</p><p>　　由可控硅整流裝置供給可調(diào)電壓的直流調(diào)速系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱KZ—D系統(tǒng))和旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組及其它靜止變流裝置相比，不僅在經(jīng)濟(jì)性和可靠性上有很大提高，而且在技術(shù)性能上也顯示出較大的優(yōu)越性。</p><p>　　由可控硅雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但是它承受過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較差，很短時(shí)間的過(guò)電壓和過(guò)電流就會(huì)把器件損壞。為了使器件

4、能夠可靠地長(zhǎng)期運(yùn)行，必須針對(duì)過(guò)電壓和過(guò)電流發(fā)生的原因采用恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。為此，在變壓器二次側(cè)并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)；在直流負(fù)載側(cè)并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)；在可控硅兩端并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成可控硅關(guān)斷過(guò)電壓保護(hù)；并把快速熔斷器直接與可控硅串聯(lián)，對(duì)可控硅起過(guò)流保護(hù)作用。</p><p>　　隨著電力電子器件的大力發(fā)展，該方面的用途越來(lái)越廣泛。由于電力電子裝置的電能變換效率高，完成相同的工作任務(wù)可以比

5、傳統(tǒng)方法節(jié)約電能10%～40%，因此它是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，整流技術(shù)就是其中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　關(guān)鍵字:直流調(diào)速系統(tǒng)；可控硅整流裝置;過(guò)流保護(hù)；過(guò)壓保護(hù)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Nowadays, automation control system has been widely

6、used and developed in all walks of life, and the application of automatic control system in the modernization of production plays an important role, DC speed control system is the main form of automatic control system.

7、The silicon controlled rectifier supply voltage of DC speed control system (KZ D system) and the rotary converter unit and other static variable flow device, greatly not only in economy and reliability, but also in the t

8、echnical</p><p><b>　　目錄 </b></p><p>　　1 引言………………………………………………………………………………1 </p><p>　　1.1 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介………………………1 </p><p>　　1.2 課題設(shè)計(jì)要求……………………………………

9、………………………1</p><p>　　1.3 課題主要內(nèi)容……………………………………………………………1</p><p>　　2 主電路設(shè)計(jì)……………………………………………………………………2</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)思路……………………………………………………………2</p><p>　　2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖……

10、………………………………………………………2</p><p>　　2.3 系統(tǒng)工作原理……………………………………………………………2</p><p>　　2.4 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求………………………………………………………2</p><p>　　3 主電路元件選擇………………………………………………………………</p><p>　　3.

11、1 晶閘管的選型……………………………………………………………</p><p>　　4 整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算………………………………………………………</p><p>　　4.1 二次相電壓U2……………………………………………………………</p><p>　　4.2 一次與二次額定電流及容量計(jì)算………………………………………</p>&l

12、t;p>　　5 平波電抗器電感值的計(jì)算…………………………………………………………</p><p>　　6 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………</p><p>　　7 晶閘管保護(hù)電路的設(shè)計(jì)……………………………………………………………</p><p>　　8 MATLAB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以及仿真圖………………………………………

13、…………</p><p>　　9 總結(jié)…………………………………………………………………………………</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………</p><p><b>　　引言</b>

14、</p><p>　　1.1 直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介</p><p>　　該系統(tǒng)以可控硅三相橋式全控整流電路構(gòu)成系統(tǒng)的主電路，采用同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，本觸發(fā)電路分成三個(gè)基本環(huán)節(jié)：同步電壓形成、移相控制、脈沖形成和輸出。此外，還有雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。同時(shí)考慮了保護(hù)電路和緩沖電路，通過(guò)參數(shù)計(jì)算對(duì)晶閘管進(jìn)行了選型。</p><p>　　1.2 課題

15、設(shè)計(jì)要求</p><p>　　輸入交流電源：三相380V±10%，f=50Hz</p><p>　　直流輸出電壓0~220V，50~220V范圍內(nèi)，直流輸出電流額定值100A，直流輸出電流連續(xù)的最小值為10A</p><p>　　1.3 課題主要內(nèi)容</p><p><b>　　1整流電路的選擇；</b><

16、;/p><p>　　2整流變壓器額定參數(shù)的計(jì)算；</p><p><b>　　晶閘管的選擇；</b></p><p>　　4.平波電抗器電感值的計(jì)算；</p><p>　　5.保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；</p><p>　　6.觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　2主

17、電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)思路</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)以可控硅三相橋式全控整流電路構(gòu)成系統(tǒng)的主電路，根據(jù)三相橋式全控整流電路對(duì)觸發(fā)電路的要求，采用同步信號(hào)為鋸齒波的觸發(fā)電路，設(shè)計(jì)時(shí)采用恒流源充電，輸出為雙窄脈沖，脈沖寬度在8°左右。本觸發(fā)電路分成三個(gè)基本環(huán)節(jié)：同步電壓形成、移相控制、脈沖形成和輸出。此外，還有雙窄脈沖形成環(huán)節(jié)。同

18、時(shí)考慮了保護(hù)電路和緩沖電路，通過(guò)參數(shù)計(jì)算對(duì)晶閘管進(jìn)行了選型。</p><p>　　三相可控整流電路的控制量可以很大，輸出電壓脈動(dòng)較小，易濾波，控制滯后時(shí)間短。，由于三相半波可控整流電路的主要缺點(diǎn)在于其變壓器二次側(cè)電流中含有直流分量，為此在應(yīng)用中較少。而采用三相橋式全控整流電路，可以有效的避免直流磁化作用。</p><p>　　根據(jù)已知要求，額定電流為100A，額定電壓為220V，可求的功率

19、P=12*220=22KW，一般整流裝置容量大于2KW，選用三相整流較為合適。</p><p>　　2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　三相可控整流電路原理圖如圖所示。</p><p>　　2.3 系統(tǒng)工作原理</p><p>　　其工作原理詳細(xì)分析如下：</p><p>　　在間，U相電壓最高，共陰極組的VT1

20、管被觸發(fā)導(dǎo)通，電流由U相經(jīng)VT1流向負(fù)載，又經(jīng)VT6流入V相，整流變壓器U、V兩相工作，所以三相全控橋輸出電壓Ud為：</p><p>　　Ud=Ud1-Ud2=Uu-Uv=Uuv</p><p>　　經(jīng)過(guò)60º進(jìn)入?yún)^(qū)間,U相電壓仍然最高,VT1繼續(xù)導(dǎo)通,W相電壓最低,在VT2管承受的2交點(diǎn)時(shí)刻被解發(fā)導(dǎo)通,VT2管的導(dǎo)通使VT6承受uwv的反壓關(guān)斷。這區(qū)間負(fù)載電流仍然從電源U相流

21、出經(jīng)VT1、負(fù)載、VT2回到電源W相，于是這區(qū)間三相全控橋整流輸出電壓Ud為：</p><p>　　Ud=Uu-Uw=Uuw</p><p>　　經(jīng)過(guò)60º，進(jìn)入?yún)^(qū)間，這時(shí)V相電壓最高，在VT3管的3交點(diǎn)處被觸發(fā)導(dǎo)通。VT1由于VT3和導(dǎo)通而承受Uuv的反壓而關(guān)斷，W相的VT2繼續(xù)導(dǎo)通。負(fù)載電流從V相流W相，于是這區(qū)間三相全控輸出電壓Ud為：</p><p&g

22、t;　　Ud=Uv-Uw=Uvw </p><p>　　其他區(qū)間，依此類推，電路中6只晶閘管導(dǎo)通的順序及輸出電壓很容易得出。</p><p>　　由上述可知，三相全控橋輸出電壓Ud是由三相電壓6個(gè)線電壓Uuv、Uuw、uvw、</p><p>　　Uvu、Uwu和Uwv的輪流輸出組成的。各線電壓正半波的交點(diǎn)1~6分別為VT1~VT6的α=0º點(diǎn)。因此分析三

23、相全控整流電路不同Ud波形時(shí)，只要用線電壓波形圖直接分析畫(huà)波形即可。</p><p>　　2.4 對(duì)觸發(fā)脈沖的要求</p><p>　　三相全控橋整流電路在任何時(shí)刻都必須有兩只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，而且其中一只是在共陰極組，另外一只在共陽(yáng)極組。為了保證電路能起動(dòng)工作，或在電流斷續(xù)后再次導(dǎo)通工作，必須對(duì)兩組中應(yīng)導(dǎo)通的兩只晶閘管同時(shí)加觸發(fā)脈沖，為此可采用以下兩種觸發(fā)方式：</p>&l

24、t;p>　?。?）采用單脈沖觸發(fā)：如使每一個(gè)觸發(fā)脈沖的寬度大于60º而小于120º，這樣在相隔60º要觸發(fā)換相時(shí)，當(dāng)后一個(gè)觸發(fā)脈沖出現(xiàn)時(shí)刻，前一個(gè)脈沖還未消失，因此均能同時(shí)觸發(fā)該導(dǎo)通的兩只晶閘管</p><p>　?。?）采用雙窄脈沖觸發(fā)：如觸發(fā)電路送出的是窄的矩形脈沖，在送出某一晶閘管的同時(shí)向前一相晶閘管補(bǔ)發(fā)一個(gè)脈沖，因此均能同時(shí)觸發(fā)該導(dǎo)通的兩只晶閘管。</p>

25、<p><b>　　主電路元件選擇</b></p><p>　　3.1 晶閘管的選型</p><p>　　該電路為大電感負(fù)載，電流波形可看作連續(xù)且平直的。</p><p><b>　　由U2=220V得</b></p><p>　　U2= =94V </p><

26、p>　　UDRM =（23）**U2</p><p>　　=（23）**94V</p><p><b>　　=460690 V</b></p><p>　　取UDRM為460V 當(dāng)Id=100A時(shí)，流過(guò)每個(gè)晶閘管的電流有效值為：</p><p>　　== =100A=57.73

27、 晶閘管額定電流 = =36.77A</p><p>　　取Kf=1.73,考慮2倍裕量：取75A</p><p>　　==57.73A=33.33A</p><p><b>　　==21.23A</b></p><p>　　考慮2倍裕量：取45A</p&g

28、t;<p>　　按要求表明應(yīng)取=0º來(lái)選擇晶閘管。即=45A</p><p>　　所以晶閘管型號(hào)為KP100—8</p><p>　　整流變壓器額定參數(shù)計(jì)算</p><p>　　在很多情況下晶閘管整流裝置所要求的交流供電電壓與電網(wǎng)往往不能一致，同時(shí)又為了減少電網(wǎng)與整流裝置的相互干擾，使整流主電路與電網(wǎng)隔離，為此需要配置整流變壓器。整流變壓器根

29、據(jù)主電路的型式、負(fù)載額定電壓和額定電流，算出整流變壓器二次相電壓U2、一次與二次額定電流以及容量。</p><p>　　由于整流變壓器二次與一次電流都不是正弦波，因而存在著一定的諧波電流，引起漏抗增大，外特性變軟以及損耗增大，所以在設(shè)計(jì)或選用整流變壓器時(shí)，應(yīng)考慮這些因素。</p><p>　　4.1 二次相電壓U2</p><p>　　平時(shí)我們?cè)谟?jì)算U2是在理想條

30、件下進(jìn)行的，但實(shí)際上許多影響是不可忽略的。如電網(wǎng)電壓波動(dòng)、管子本身的壓降以及整流變壓器等效內(nèi)阻造成的壓降等。所以設(shè)計(jì)時(shí)U2應(yīng)按下式計(jì)算：</p><p><b>　　U2= </b></p><p>　　式中:——負(fù)載的額定電壓；</p><p>　　——整流元件的正向?qū)▔航担话闳?V；</p><p>　　——電

31、流回路所經(jīng)過(guò)的整流元件（VT及VD）的個(gè)數(shù)（如橋式，半波電路）；</p><p>　　A——理想情況下=0º時(shí)Ud0與U2的比值，查表可知；</p><p>　　——電網(wǎng)電壓波動(dòng)系數(shù)，一般取0.9；</p><p>　　——最少移相角，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中總希望U2值留有調(diào)節(jié)余量，對(duì)于可逆直流調(diào)速系統(tǒng)取30º~35º，不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)取1

32、0º~15º；</p><p>　　C——線路接線方式系數(shù)，查表三相橋式C取0.5V； </p><p>　　Udl---變壓器阻抗電壓比，100KV以及取Udl=0.05，100KV以上取Udl=0.05~0.1；</p><p>　　I2/I2n——二次側(cè)允許的最大電流與額定電流之比。</p><p>　　對(duì)于一般三相

33、橋式可控整流電路供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，U2計(jì)算也可以采用以下經(jīng)驗(yàn)公式：</p><p>　　不可逆調(diào) 速系統(tǒng)： U2=（0.530.58）Udn</p><p>　　可逆調(diào)速系統(tǒng)： U2=（0.580.64）Udn</p><p>　　式中U2——整流變壓器二次相電壓有效值；</p><p>　　Udn——直流電動(dòng)機(jī)額定電壓

34、。</p><p>　　對(duì)于一般的中小容量整流調(diào)壓裝置，其U2值也可以用以下公式估算：</p><p>　　U2=（1.151.2）</p><p>　　所以根據(jù)以知的參數(shù)及查表得：</p><p>　　U2==162.8V</p><p>　　4.2 一次與二次額定電流及容量計(jì)算</p><p&

35、gt;　　如果不計(jì)變壓器的勵(lì)磁電流，根據(jù)變壓器磁動(dòng)勢(shì)平衡原理可得一次和二次電流關(guān)系式為：</p><p>　　K= =380/94=4 </p><p>　　式中N1,N2——變壓器一次和二次繞組的匝數(shù)；</p><p>　　K——變壓器的匝數(shù)比。 </p><p>　　由于整流變壓器流過(guò)的電流通常都是非正弦波，所以其電流、容量計(jì)算與線路型式

36、有關(guān)。三相橋式可控整流電路計(jì)算如下：</p><p>　　大電感負(fù)載時(shí)變壓器二次電流的有效值為</p><p>　　2==0.816 = 81.6A</p><p>　　由一次側(cè)和二次側(cè)電壓得：=I1/81.6=4</p><p>　　變壓器二次側(cè)容量為94*1.73*100*1.73=2.8Kw</p><p>　

37、　變壓器一次側(cè)I1=326.4A</p><p>　　平波電抗器電感值的計(jì)算</p><p>　　負(fù)載為直流電動(dòng)機(jī)時(shí)，如果出現(xiàn)電流斷續(xù)則電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性將很軟。導(dǎo)通角θ越小，則電流波形的底部就越窄。電流平均值是與電流波形的面積成比例的，因而為了增大電流平均值，必須增大電路峰值，這要求較多的降低反電動(dòng)勢(shì)。因此，當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，隨Id的增大，轉(zhuǎn)速n（與反電動(dòng)勢(shì)成比例）降落較大，機(jī)械特性較軟，相當(dāng)

38、于整流電路的內(nèi)阻增大。</p><p>　　一般在主電路中直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)平波電抗器，用來(lái)減少電流的脈動(dòng)和延長(zhǎng)晶閘管導(dǎo)通的時(shí)間。有了電感，當(dāng)u2小于E時(shí)甚至u2值為負(fù)時(shí)，晶閘管扔可導(dǎo)通。</p><p>　　因此，帶反電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)負(fù)載時(shí)，要在直流輸出側(cè)串聯(lián)一個(gè)大電感，平穩(wěn)負(fù)載電流的脈動(dòng)，保證整流電流連續(xù)。</p><p>　　維持輸出電流連續(xù)時(shí)，電抗器電感值的計(jì)算

39、</p><p>　　K1————考慮不同電路時(shí)臨界電感的計(jì)算系數(shù) </p><p><b>　　=0.1A~A</b></p><p>　　表5-1平波電抗器計(jì)算系數(shù)</p><p>　　6. 觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　晶閘管最重要的特性是可控的正向?qū)ㄌ匦?當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極加上正向電壓

40、后,還必須在門(mén)極與陰極之間加上一個(gè)具有一定功率的正向觸發(fā)電壓才能打通, 這一正向觸發(fā)電壓的導(dǎo)通是由觸發(fā)電路提供的,根據(jù)具體情況這個(gè)電壓可以是交流、直流或脈沖電壓。由于晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通以后，門(mén)極的觸發(fā)電壓即失去控制作用，所以為了減少門(mén)極的觸發(fā)功率，常常用脈沖觸發(fā)。觸發(fā)脈沖的寬度要能維持到晶閘管徹底導(dǎo)通后才能撤掉，晶閘管對(duì)觸發(fā)脈沖的幅值要求是：在門(mén)極上施加的觸發(fā)電壓或觸發(fā)電流應(yīng)大于產(chǎn)品提出的數(shù)據(jù)，但也不能太大，以防止損壞其控制極，在有晶閘管

41、串并聯(lián)的場(chǎng)合，觸發(fā)脈沖的前沿越陡越有利于晶閘管的同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通。為了保證晶閘管電路能正常，可靠的工作，觸發(fā)電路必須滿足以下要求：觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的功率，觸發(fā)脈沖的電壓和電流應(yīng)大于晶閘管要求的數(shù)值，并留有一定的裕量。</p><p>　　由再有，溫度對(duì)晶閘管的門(mén)極影響很大，即使是同一個(gè)器件，溫度不同時(shí)，器件的觸發(fā)電流與電壓也不同。一般可以這樣估算，在100°高溫時(shí)，觸發(fā)電流、電壓值比室溫時(shí)低2~3倍，所以為

42、了使敬閘管在任何工作條件下都能可靠的觸發(fā)，觸發(fā)電路送出的觸發(fā)電流、電壓值都必須大于晶閘管器件的門(mén)極規(guī)定的觸發(fā)電流、觸發(fā)電壓值，并且要留有足夠的余量。如觸發(fā)信號(hào)為脈沖時(shí)，在觸發(fā)功率不超過(guò)規(guī)定值的情況下，觸發(fā)電壓、電流的幅值在短時(shí)間內(nèi)可以大大超過(guò)額定值。觸發(fā)脈沖應(yīng)一定的寬度且脈沖前沿應(yīng)盡可能陡。由于晶閘管的觸發(fā)是有一個(gè)過(guò)程的，也就是晶閘管的導(dǎo)通需要一定的時(shí)間。只有當(dāng)晶閘管的陽(yáng)極電流即主回路電流上升到晶閘管的掣住電流以上時(shí)，晶閘管才能導(dǎo)通，所

43、以觸發(fā)信號(hào)應(yīng)有足夠的寬度才能保證被觸發(fā)的晶閘管可靠的導(dǎo)通，對(duì)于電感性負(fù)載，脈沖的寬度要寬些，一般為0.5~1MS，相當(dāng)于50HZ、18度電度角。為了可靠地、快速地觸發(fā)大功率晶閘管，常常在觸發(fā)脈沖的前沿疊加上一個(gè)觸發(fā)脈沖。 </p><p>　　觸發(fā)脈沖的相位應(yīng)能在規(guī)定范圍內(nèi)移動(dòng)。例如單相全控橋式整流電路帶電阻性負(fù)載時(shí)，要求觸發(fā)脈沖的移項(xiàng)范圍是0度~180度，帶大電感負(fù)載時(shí)，要求移項(xiàng)范圍是0度~90度；三相全控橋可

44、控整流電路阻感負(fù)載時(shí)，要求移項(xiàng)范圍是0度~90度。</p><p>　　觸發(fā)脈沖與主電路電源必須同步。為了使晶閘管在每一個(gè)周期都以相同的控制角被觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖必須與電源同步，兩者的頻率應(yīng)該相同，而且要有固定的相位關(guān)系，以使每一周期都能在同樣的相位上觸發(fā)。觸發(fā)電路同時(shí)受控于電壓uc與同步電壓us控。</p><p>　　晶閘管保護(hù)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在

45、電力電子器件電路中，除了電力電子器件參數(shù)要選擇合適，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)良好外，采用合適的過(guò)電壓保護(hù)，過(guò)電流保護(hù)，du/dt保護(hù)和di/dt保護(hù)也是必不可少的。</p><p>　　7.1晶閘管的過(guò)電壓保護(hù) </p><p>　　晶閘管的過(guò)電壓能力比一般的電器元件差，當(dāng)它承受超過(guò)反向擊穿電壓時(shí)，也會(huì)被反向擊穿而損壞。如果正向電壓超過(guò)管子的正向轉(zhuǎn)折電壓，會(huì)造成晶閘管硬開(kāi)通，不僅使電路工作失

46、常，且多次硬開(kāi)關(guān)也會(huì)損壞管子。因此必須抑制晶閘管可能出現(xiàn)的過(guò)電壓，常采用簡(jiǎn)單有效的過(guò)電壓保護(hù)措施。對(duì)于晶閘管的過(guò)電壓保護(hù)可參考主過(guò)電壓保護(hù)，我們使用阻容保護(hù)。</p><p>　　一：保護(hù)晶閘管，二：起到續(xù)流作用能夠使脈沖正常觸發(fā)下一個(gè)晶閘管導(dǎo)通</p><p><b>　　圖6-1阻容保護(hù)</b></p><p>　　7.2晶閘管經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)&l

47、t;/p><p>　　8 MATLAB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖以及仿真圖</p><p><b>　　圖8-1</b></p><p>　　仿真用示波器模塊觀察和記錄電源電壓、觸發(fā)信號(hào)、晶閘管電流和電壓，負(fù)載電流和電壓的波形圖a=60o</p><p><b>　　圖8-2</b></p><p&

48、gt;　　a=60o直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)矩波形圖</p><p><b>　　圖8-3</b></p><p><b>　　a=0o時(shí)波形圖</b></p><p><b>　　圖8-4</b></p><p>　　a=0o電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)矩

49、的波形圖</p><p><b>　　圖8-5</b></p><p><b>　　a=90o時(shí)波形圖</b></p><p><b>　　圖8-6</b></p><p>　　a=90o電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電樞電流、勵(lì)磁電流、轉(zhuǎn)矩的波形圖</p><p>&l

50、t;b>　　圖8-7</b></p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)電力電子技術(shù)這門(mén)課程及相關(guān)知識(shí)有了更深刻的理解和體會(huì)，同時(shí)也很好的把理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐之中，在實(shí)訓(xùn)之中我真正的學(xué)到了很多東西，受益頗多。</p><p>　　我做的課題是《直流電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速可控整流電源設(shè)計(jì)》，首先對(duì)

51、該課題進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹：將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能是電力電子技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域。采用晶閘管作為主要的功率開(kāi)關(guān)器件，容量大，控制簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟。</p><p>　　在做該設(shè)計(jì)之前，我認(rèn)真看了老師給我提出的課題，看了其中的具體要求，通過(guò)在圖書(shū)館查閱相關(guān)資料，上網(wǎng)找資料，向老師詢問(wèn)疑點(diǎn)等方式，有效的解決了我不懂之處。</p><p>　　設(shè)計(jì)采用的是三相橋式全控整流電路，整流電路廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。

52、它可按照以下幾種方法分類：1、按組成的器件可分為不可控、半控、全控三種；2、按電路結(jié)構(gòu)可分為橋式電路和零式電路；3、按交流輸入相數(shù)分為單相電路和多相電路；4、按變壓器二次側(cè)電流的方向是單向或雙向，又分為單拍電路和雙拍電路。一般當(dāng)整流負(fù)載容量較大，或要求直流電壓脈動(dòng)較小時(shí)，應(yīng)采用三相整流電路。三相可控整流電路中，最基本的是三相半波可控整流電路，應(yīng)用最為廣泛的是三相橋式全控整流電路、以及雙反星形可控整流電路等。</p><

53、;p>　　觸發(fā)電路采用的是鋸齒波同步觸發(fā)電路，該觸發(fā)電路分成同步電壓、鋸齒波形成和脈沖移相、脈沖形成與放大、強(qiáng)觸發(fā)和雙窄脈沖形成等環(huán)節(jié)。晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通的條件是：1、陽(yáng)極承受正向電壓；2、門(mén)極-陰極之間加上正向觸發(fā)電壓，并且具有足夠的觸發(fā)功率；3、流過(guò)晶閘管的陽(yáng)極電流大于維持電流。要是晶閘管從導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂雇ǔ２捎玫姆椒ㄊ鞘咕чl管承受反向電壓或者增加回路阻抗使流過(guò)晶閘管陽(yáng)極的電流小于維持電流。</p><p&g

54、t;　　平波電抗器是可以把電流波形看作連續(xù)且平直，具有平滑性。緩沖電路中VD必須選用快恢復(fù)二極管，其額定電流應(yīng)不小于主電路器件額定電流的1/10。此外，應(yīng)盡量減小線路電感，且應(yīng)選用內(nèi)部電感小的吸收電容。在中小容量場(chǎng)合,若線路電感叫小,可只在支流側(cè)總的設(shè)一 個(gè)du/dt抑制電路。晶閘管在實(shí)際應(yīng)用中一般只承受換相過(guò)電壓，沒(méi)有關(guān)斷問(wèn)題，關(guān)斷時(shí)沒(méi)有較大的du/dt，因此一般采用RC吸收緩沖電路即可。</p><p>　　

55、整流電路設(shè)計(jì)好之后我們就可以直接把它接到直流電動(dòng)機(jī)上了。直流電動(dòng)機(jī)的工作原理：在電刷AB之間加上直流電壓U，電樞線圈中的電流流向?yàn)椋篘極下的有效邊中的電流總一個(gè)方向，而S極下的有效邊中的電流總是另一個(gè)方向。這樣兩個(gè)有效邊中受到的電磁力的方向一致，電樞開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)換向器可以實(shí)現(xiàn)線圈的有效邊從一個(gè)磁極如N極轉(zhuǎn)到另一個(gè)磁極下如S極時(shí)，電流的方向同時(shí)發(fā)生改變，從而電磁力或電磁轉(zhuǎn)距的方向不發(fā)生改變。電磁轉(zhuǎn)距是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距，其大小也為：T=KTΦIa

56、。電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)距T必須與機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)距T2及空載損耗轉(zhuǎn)距T0相平衡。即T=T2+ T0。</p><p>　　另外當(dāng)電樞繞組在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)的方向與電流或外加電壓的方向相反，稱之為反電動(dòng)勢(shì)。其大小為：E=kEΦn方向與Ia相反。</p><p>　　晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，具有調(diào)速范圍大、調(diào)速特性好、易控制和效率高等優(yōu)點(diǎn)，是近代大量發(fā)展的調(diào)速系統(tǒng)。

57、其機(jī)械特性，在電樞電流連續(xù)時(shí)是一條較硬的直線。當(dāng)電樞斷續(xù)時(shí)，則是一條很軟的曲線。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性反映了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩M的關(guān)系，因轉(zhuǎn)矩M與電樞電流成正比，因此也可由轉(zhuǎn)速n與電流I的關(guān)系來(lái)描述機(jī)械特性.眾所周知，直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為一條直線，當(dāng)由可控硅整流電路為其供電時(shí)，機(jī)械特性有所變化，尤其是當(dāng)電流斷續(xù)時(shí)，機(jī)械特性變軟，理想空載轉(zhuǎn)速升高。</p><p>　　總之，這個(gè)課題具有很強(qiáng)的實(shí)用性，它除了在工業(yè)生

58、產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，在我們?nèi)粘Ｉ钪幸矡o(wú)所不在，電力電子技術(shù)以發(fā)展成為一種應(yīng)用極其廣泛的技術(shù)。該課題屬于電力電子方面，隨著電力電子器件的不斷向大容量化、高頻化、易驅(qū)動(dòng)、降低導(dǎo)通壓降、模塊化、功率集成化的發(fā)展，它的應(yīng)用將更為廣泛，同時(shí)，它集各優(yōu)點(diǎn)于一身將在電力電子電路中表現(xiàn)出非凡的性能。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．王兆安，

59、黃俊主編．電力電子技木．第四版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年1月</p><p>　　[2]．王云亮主編．電力電子技術(shù)．第一版．北京：電子工業(yè)出版社，2004年8月</p><p>　　[3]．梁廷貴主編．現(xiàn)代集成電路實(shí)用手冊(cè)可控硅觸發(fā)電路分冊(cè)．北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2002年2月</p><p><b>　　致謝</b></p&

60、gt;<p>　　本論文的工作是在我的導(dǎo)師**副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，**副教授眼睛的治學(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫組和影響。在此由衷的感謝肖文英副教授對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。</p><p>　　**副教授對(duì)于我的論文工作提出了許多的寶貴意見(jiàn)，在此表示衷心的感謝。</p><p>　　在撰寫(xiě)論文期間，寢室成員對(duì)我的工作給予了熱情幫組，在此向他們表達(dá)我的感激之情。<