院 （系）： 计算机及电气自动化学院
专业班级： 电气自动化技术
学生姓名。学号。
指导教师。目录。
1. 课程设计题目及要求2
1.1 题目2
1.2 控制要求2
1.3 系统总体方案设计3
2. 三相全控桥主电路设计4
2.1 电路及原理4
2.2 整流变压器参数计算5
2.3 晶闸管参数计算7
3. 触发电路设计8
3.1 kc04芯片引脚介绍8
3.2 kc04芯片原理图8
3.3 触发电路及原理9
4. 反馈电路参数的选择与计算12
4.1 测速发电机的选择12
4.2 电流截止反馈环节的选择12
4.3 调速静态精度的计算13
4.4 给定环节的选择15
4.5 电机负载变化转速恒定原理15
5.设计总结16
6.参考文献17
7.附录118
附录2191. 课程设计题目及要求。
1.1 题目。
晶闸管10kw直流电动机调速系统设计。
1.2 控制要求。
工业生产中常常要求电动机具有宽的调速范围和调速精度，例如连续式轧钢机，造纸机，电梯等。为此利用调节直流电机电枢电压获得良好的调速性能，而晶闸管三相桥全控整流电路可以根据直流电压的大小変化方便地改变直流输出电压的大小。
本课题要求设计一个由晶闸管整流桥、直流电动机、pi调节器(运放)组成的调速控制系统，完成完整电路原理图设计和绘制。
具体设计内容如下：
1、晶闸管三相桥式全控整流电路旳基本工作原理。
1）晶闸管型号规格选择。
2）晶闸管保护设计。
3）整流变压器设计(求u2)
2、整流变压器设计。
3、三相脉冲触发器设计按下启动按钮，可选择工频/变频控制，手动控制（自动转换。
4、测速电路设计和pi调节器设计。
原始数据如下：
1）直流电动机：z3-71 pn = 10kw un = 220v in = 55a nn = 1000r/min
电枢电阻ra = 0.5 ω 电枢电感ld = 7mh
励磁电压ul = 220v 励磁电流il = 1.6a
2）直流测速发电机：55cy61 nn = 2000r/min un = 110v
3）霍尓电流传感器：la50
4）最小整流角α= 20度 cos20度 = 0.94
1.3系统总体方案设计。
图1—3由于电机容量较大，且要求电流脉动小，故选用三相全控桥式整流电路的供电方案。
电动机额定电压为220v，为保证其供电质量，采用三相减压变压器将电源电压降低。同时考虑三次谐波的影响，主变压器采用d/y联结。
为了使电路简单，工作可靠，装置体积小，触发电路选用集成度高，触发可靠的kj组成的六脉冲集成触发电路。
因调速精度要求较高，故采用装速负反馈调速系统，同时采用电流截止负反馈进行限流保护，出现故障电流时，由过流继电器切断主电路电源。
该系统采用减压调速，故要求励磁保持恒定；励磁绕组采用三相不控桥式整流电路供电，电源直接从变压器二次侧引入，同时设有弱磁保护环节，使得励磁绕组通电后主接触器主触头才闭合。
该系统采用减压调速方案，故励磁电流保持恒定。励磁绕组采用三项不可控桥式整流电路供电，电源可从主变压器二次侧引入，为保证先加励磁后再加电枢电压，主接触器主触点应在励磁绕组通电后方可闭合，同时设有弱磁保护环节。
2.三相全控桥主电路设计。
2.1 电路及原理。
电路图如下所示：
图2—1其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于π／3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔π／3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换相。接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是vt1-vt2-vt3-vt4-vt5-vt6；共阴极组t1，t3，t5的脉冲依次相差2π／3；同一相的上下两个桥臂，即vt1和vt4，vt3和vt6，vt5和vt2的脉冲相差π，给分析带来了方便；当α=o时，输出电压ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。
所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。α>0时，ud的波形出现缺口，随着α角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。
当α=2π／3时，输出电压为零，所以电阻性负载时，α的移相范围是o～2π／3；当o≤α≤3时，电流连续，每个晶闸管导通2π／3；当π／3≤α≤2π／3时，电流断续，个晶闸管导通小于2π／3。23α=π3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。
2.2 整流变压器参数计算。
的计算。是一个重要参数，现在过低，无法保证输出额定电压。选择过高，又会造成延迟角加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算即。
式中，——理想情况下，时整流电压与二次电压之比，即；
——控制角为时，输出电压与之比，即；
——电网波动系数，通常取；
—整流电路输出电压最大值；
——主电路电流回路；
——线路连接方式系数；
——变压器的短路比，变压器；
——变压器二次侧实际工作电流与额定电流之比，应取最大值。
在要求不高的场合或近似估算时，用下式计算则更加方便。
其中， 取。
角考虑 20°的裕量：=0.94
=104—125v，取。
电压比。一次和二次相电流和的计算。
考虑变压器的励磁历次电流时，应乘以1.05左右的系数，所以。
变压器的容量计算。
式中：、—一次侧、二次侧绕组的相数。
考虑励磁功率，取，，，
晶闸管和整流管的选择主要指合理的选择器件的额定电压和额定电流。
2.3晶闸管参数计算。
⑴晶闸管的额定电压。
取utn=1000v
晶闸管的额定电流。
选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值，即。
考虑倍的裕量，
取。故选用型号为kp50—100晶闸管元件。
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