某轧机直流使用电动机晶闸管调速系统设计新初版.doc

目录 摘要………………………………………………………………4 绪 论…………………………………………5 直流调速系统的方案确定…………………………6 2.1系统的技术数据要求…………………………………………6 2.2直流调速系统的方案选择……………………………………7 2.3 双闭环直流调速系统的静特性…………………………………10 第三章 主电路的设计与分析………………………11 3.1主电路结构设计………………………………………………11? 3.2 整流电路…………………………………………………16 3.3 励磁回路的选择…………………………………………17 3.4 晶闸管的触发电路……………………………………19 3.5 KJ004的工作原理……………………………………21 3.6 脉冲变压器的设计…………………………………………23 第四章 PWM控制直流调速系统控制电路设计…………25 4.1 PWM信号发生器…………………………………………25 4.2 SG3525引脚各端子功能……………………………………27 第五章 主电路元部件及参数计算…………………………32 5.1 整流变压器容量计算……………………………………32 5.2 IGBT管的参数………………………………………………33 5.3 三相全控桥整流二极管选择………………………………34 5.4 滤波电容C1的选择……………………………………34 第六章 主电路保护电路设计………………………………34 6.1 IGBT的保护设计………………………………………………34 6.2 主电路过电流保护电路…………………………………………36 6.3过电压保护设计…………………………………………………36 6.4过电流保护设计…………………………………………………39 6.5斩波器的散热设计………………………………………………41 第七章 励磁回路元件计算和选择………………………………42 7.1 变压器的选择……………………………………………………42 7.2 整流元件晶闸管的选型…………………………………………46 第八章 双闭环调速系统调节器的设计………………………47 8.1 电流调节器的设计…………………………………………47 8.2转速调节器的设计…………………………………………51 心得体会…………………………………………………………57 参考文献…………………………………………………………58 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。晶闸管问世后，生产出成套的晶闸管整流装置，组成晶闸管—电动机调速系统（简称V-M系统），和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。 本文首先明确了设计的任务和要求，在了解了转速电流双闭环直流调速系统的调速原理后依次对晶闸管相控整流调速系统的主电路，保护电路，检测电路和触发电路进行了设计，并且计算了相关参数。 目前,市场上用的最多的IGBT直流斩波器,它是属于全控型斩波器，它的主导器件采用国际上先进的电力电子器件IGBT，由门极电压控制，从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR 斩波器的缺点。该斩波器既能为煤矿窄轨电机车配套的调速装置，针对不同的负载对象，做一些少量的改动又可用于其它要求供 电电压可调的直流负载上。与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比，具有明显的优点。 关键字：双闭环控制 单项全控桥 三相桥式 IGBT 第一章 绪 论 许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求具有良好的稳态，动态性能。而直流电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，应用非常广泛的电力系统传动系统。它具有动态响应快，抗干扰能力强等特点。我们知道反馈闭环控制系统具有良好的抗干扰性能，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。采用转速反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以在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，例如要起制动，突加负载动态性能速降小等等，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要求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。但它只在超过临界电流值以后强烈的复返快作用限制电流