三相全控桥式晶闸管电动机系统设计与仿真课程设计.doc

课程设计任务书 学生姓名： 温志伟 专业班级：自动化 1101班 指导教师： 李向明 工作单位： 自动化学院 题目： 三相全控桥式晶闸管-电动机系统设计与仿真 初始条件： 1．直流电动机额定参数： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,nN =1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，总电阻为1Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD =7mH，励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A，使用三相桥式可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。进线交流电源：三相380V。 2. 性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。 要求完成的主要任务： 1. 三相全控桥式主电路设计（包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择，平波电抗器电感量的计算等）,讨论晶闸管电路对电网及系统功率因数的影响。 2.触发电路设计。触发电路选型（可使用集成触发器），同步信号的定相等。 3.晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。 4.给出仿真模型及晶闸管，直流侧的电压电流仿真波形。 5.提供总电路图。 课程设计说明书应严格按统一格式打印，资料齐全，坚决杜绝抄袭，雷同现象。应画出单元电路图和整体电路原理图，给出系统参数计算过程，图纸、元器件符号及文字符号符合国家标准。 时间安排： 2013.12.16～2013.12.17 收集资料 2013.12.18～2013.12.20 系统设计与仿真 2013.12.21～2013.12.22 撰写课程设计论文及答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录 摘 要 1 1．设计任务及要求分析 2 1.1设计初始条件 2 1.2要求完成的任务 2 2．三相全控桥式整流电路的设计 3 2.1整流变压器的设计 3 2.1.1整流变压器额定参数计算 3 2.1.2变压器二次侧相电压的计算 3 2.1.3 一次、二次电流与变压器容量的计算 4 2.1.4 变压器参数设定和选择 6 2.2 平波电抗器的参数及选择 7 2.2.1电抗器的电感 8 2.2.2整流变压器漏电感的计算 8 2.3整流电路 9 2.3.1整流器件的定额计算和选择 9 2.3.2晶闸管对电网的影响 10 2.3.3 系统功率因数的讨论 11 3.晶闸管保护电路设计 12 3.1晶闸管过压保护电路设计 12 3.2晶闸管过流保护电路设计 15 3.3电流上升率、电压上升率 15 4.触发电路的设计 19 4.1 TC787（788）集成移相出发器 19 4.2 触发电路设计 22 5.总结 24 参考文献 25 附录 26 负载仿真图 1 晶闸管仿真图 1 摘 要 许多机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能。而直流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，相当长时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，应用最广泛的电力传动系统。它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。 本此设计主要就是针对直流调速装置，利用晶闸管三相全控桥式整流技术，结合集成触发器芯片，组成晶闸管三相全控桥式整流直流电动机调速系统，主要应用的芯片是TCA787集成移相触发控制芯片，实现调速系统。同时设计出完整的电气原理图，将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。 1．设计任务及要求分析 1.1设计初始条件 1.直流电动机额定参数： PN=10KW, UN=220V, IN =50A,nN =1000r/min，电枢电阻Ra=0.5Ω，电流过载倍数λ＝1.5，电枢电感LD =7mH，励磁电压UL=220V 励磁电流IL=1.6A. 2.进线交流电源：三相380V 3.性能指标：直流输出电压0-220V，最大输出电流75A，保证电流连续的最小电流为5A。使用三相可控整流电路，电动机负载，工作于电动状态。 1.2要求完成的任务 1. 三相全控桥式主电路设计(包括整流变压器参数计算，整流元件定额的选择),讨论晶闸管电路对电网的影响及系统功率因数。 2. 触发电路设计。触发电路选型(可使用集成触发器)，同步信号的定相等。 3. 晶闸管的过电压保护与过电流保护电路设计。 4. 提供系统电路图纸不少于一张。 根据所给任务的要求，首先应先认真分析题目，题目是三相全控桥式晶闸管―电动机系统设计。再根据所给电动机是直流电动机，可以得出这是一个AC/DC的变换电路，直流电动机负载可以看成是三相全控