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黑龙江科技大学

本科毕业设计开题报告

题目：三相全控桥整流电路供电的并励直流电动

机调速系统的设计

专题：

院（系）：电气与控制工程学院

班级：电气10-5

姓名：宋金泊

学号：12

指导教师：吕观顺

教师职称：讲师

黑龙江科技大学本科毕业设计开题报告

三相全控桥整流电路供电的并励直流电动机

题目来源工程实际

调速系统的设计

1、研究目的和意义

电机是使机械能与电能互相转化的机械，直流发电机把机械能变成直流电能；直

流电动机把直流电能变成机械能。历史上，最早的电源是电池，所以直流电机的发展

比交流电机早，但是后来交流电机比直流的发展较快，目前电站的发电机几乎全是交

流电机，用在各行各业的也是它。然而，直流电机在目前仍有很多的应用。其有如下

优点：（1）调速范围广，且易于平滑调节；（2）过载、启动制动转矩大；（3）易于控

制，可靠性高；（4）调速时的能量的损耗小。所以，在调速要求高的场合，如轧钢机、

轮船推进器、电车、电气铁道牵引、高炉送料、造纸、纺织拖动、吊车、挖掘机械、

卷扬机械等拖动方面，直流电动机得已广泛应用。直流发电机用作直流电动机、电解、

电镀、电冶炼、充电以及交流发电机的励磁等的直流电源。直流电机的主要缺点是换

向困难，它使得直流电机的容量受到限制，不能做的很大，目前极限容量也不过1万

KW左右，而且由于有换向器，它比交流电机费工费料，造价昂贵。运行是换向器需

要经常维修，寿命也比较短。所以，不少人做了很多的工作，以求用其他装置或改进

交流电机的性能来代替直流电机。近年来，大功率的半导体的元件发展很快，它的可

靠性，价格，控制方便等指标日益改进，在某些场合，已经可以成功地用可控整流电

源代替直流发电机了。至于电动机方面，采用电力电子技术配合同步电动机，构成了

电子换向的无换向器的电动机，也可有直流电动机的性能，已经在大容量、高电压、

高速转动方面显示了很大的优越性，并得到实际的应用，但总的说来，还没有达到全

面的代替直流电动机的程度。1957年，晶闸管（俗称可控硅整流元件，简称可控硅）

问世，到了60年代，已生产出成套的晶闸管整流装置，使变流技术产生根本性的变

革，开始进入晶闸管时代。到今天，晶闸管－电动机调速系统（简称V-M系统）已经

成为直流调速系统的主要形式。直流系统调速是由功率晶闸管、移相控制电路、转速

电流开环调速电路、积分电路、电流反馈电路、以及缺相和过电流保护电路，通常指

人为地或自动地改变直流电动机的转速，以满足工作机械的要求。机械特性上通过改

变电动机的参数或外加工电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变电动机机械

特性和工作特性机械特性的交点，使电动机的稳定运转速度发生变化调速通常通过给

定环节，中间放大环节，校正环节，反馈环节和保护环节等来实现。电动机的转速不

能自动校正与给定转速的偏差的调速系统称为开环控制系统。这种调速系统的电动机

的转速要受到负载波动及电源电压波动等外界扰动的影响。电动机的转速能自动的校

正与给定转速的偏差，不受负载及电网电压波动等外界扰动的影响，使电动机的转速

始终与给定转速保持一致的调速系统称为闭环控制系统。这是由于闭环控制系统具有

反馈环节。一个晶闸管直流调速系统是由转速的给定、检测、反馈、平波电抗器、可

控整流器、放大器、直流电动机等环节组成。这些环节都是根据用户要求首先被选择

而确定下来的，从而构成了系统的固有部分。仅有这些固有部分所组成的系统是难以

满足生产机械的全面要求的，特别是对系统动态性能的要求，有时甚至是不稳定的，

为了设计一个静态，动态都适用的调速系统，尤其是达到动态性能的要求，还必须对

系统进行校正。也就是在上述固有部分所组成的调速系统