课程设计报告。
题目：晶闸管10kw直流电动机调速系统设计。
院 （系）： 机电与自动化学院。
专业班级： 电气自动化技术1002
学生姓名： 曹畅。
学号： 20102822054
指导教师： 刘政亷。
2023年6月25日至2023年7月6日。
华中科技大学武昌分校。
电力电子技术》课程设计任务书。
1. 课程设计题目及要求1
1.1 题目1
1.2 控制要求1
1.3 系统总体方案设计2
2. 三相全控桥主电路设计3
2.1 电路及原理3
2.2 整流变压器参数计算4
2.3 晶闸管参数计算6
3. 触发电路设计7
3.1 kc04芯片引脚介绍7
3.2 kc04芯片原理图7
3.3 触发电路及原理8
4. 反馈电路参数的选择与计算11
4.1 测速发电机的选择11
4.2 电流截止反馈环节的选择11
4.3 调速静态精度的计算12
4.4 给定环节的选择14
4.5 电机负载变化转速恒定原理14
5.设计总结15
6.参考文献16
7.附录117
附录2181. 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伩号ug（直流）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）晶闸管型号規格选择。
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刺按下启动按钮，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 电枢电忎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 = 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。
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