晶闸管直流电动机调速系统设计.doc

武汉理工大学《电力电子装置及系统》课程设计说明书目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l_Toc70981设计概述PAGEREF_Toc70981HYPERLINK\l_Toc107691.1设计意义及要求PAGEREF_Toc107691HYPERLINK\l_Toc147551.2方案分析PAGEREF_Toc147551HYPERLINK\l_Toc161121.2.1可逆调速方案PAGEREF_Toc161121HYPERLINK\l_Toc109711.2.2控制方案的选择PAGEREF_Toc109712HYPERLINK\l_Toc266332主电路的设计与分析PAGEREF_Toc266333HYPERLINK\l_Toc305032.1整流电路PAGEREF_Toc305033HYPERLINK\l_Toc151662.2斩波调速电路PAGEREF_Toc151664HYPERLINK\l_Toc18143控制电路的设计与分析PAGEREF_Toc18146HYPERLINK\l_Toc219863.1触发电路的设计与分析PAGEREF_Toc219866HYPERLINK\l_Toc88203.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析PAGEREF_Toc88206HYPERLINK\l_Toc251013.2.1欠压锁定功能PAGEREF_Toc251017HYPERLINK\l_Toc7143.2.2系统的故障关闭功能PAGEREF_Toc7147HYPERLINK\l_Toc214163.2.3软起动功能PAGEREF_Toc214167HYPERLINK\l_Toc47973.2.4波形的产生及控制方式分析PAGEREF_Toc47978HYPERLINK\l_Toc80993.3延时、驱动电路的设计PAGEREF_Toc80998HYPERLINK\l_Toc155993.4ASR和ACR调节器设计PAGEREF_Toc155999HYPERLINK\l_Toc291203.4.1ASR（速度调节器）PAGEREF_Toc291209HYPERLINK\l_Toc253743.4.2ACR（电流调节器）PAGEREF_Toc2537410HYPERLINK\l_Toc32191结束语PAGEREF_Toc3219112HYPERLINK\l_Toc18204参考文献PAGEREF_Toc1820413HYPERLINK\l_Toc12021附录PAGEREF_Toc1202114PAGE\*MERGEFORMAT13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。图1-1两组晶闸管反并联示意图如上图电动机正转时由正组晶闸管装置VF供电反转时由反组晶闸管装置VR供电。两组晶闸管分别由两套触发装置控制都能灵活地控制电动机的起、制动和升、降速。但是不允许让两组晶闸管同时处于整流状态否则将造成电源短路因此对控制电路提出了严格的要求。1.2.2控制方案的选择在这里，我们选择双闭环直流调速系统，ASR、ACR、触发器和整流装置环节、速度检测环节以及电流检测环节组成。为了使转速负反馈和电流负反馈分别起作用，系统设置了电流调节器ACR和转速调节器ASR别调节转速和电流。由于调速系统的主要被控量是转速，故把转速负反馈组成的环作为外环，以保证电动机的