电子课件《电力电子技术》B022107项目二直流调速装置电路.ppt

1、任务任务 三相可控整流电路的安装、调试与维修三相可控整流电路的安装、调试与维修 任务任务 集成触发电路的安装与调试集成触发电路的安装与调试 任务任务 直流调速装置的接线、调试与检修直流调速装置的接线、调试与检修.掌握三相半波可控整流电路、三相全控桥式整掌握三相半波可控整流电路、三相全控桥式整流电路和三相半控桥式整流电路的结构、原理及流电路和三相半控桥式整流电路的结构、原理及分析计算方法。分析计算方法。.能对三相半波可控整流电路、三相全控桥式整能对三相半波可控整流电路、三相全控桥式整流电路和三相半控桥式整流电路进行接线、安装流电路和三相半控桥式整流电路进行接线、安装调试与维修。调试与维修。学习目

2、标学习目标 任务任务 三相可控整流电路的安装、调试与维修三相可控整流电路的安装、调试与维修本任务将学习三相半波可控整流电路、三相全控桥式整流电路和三相半控桥式整流电路的基本工作原理和特点，并完成相关电路的安装、调试与维修。任务描述任务描述相关知识相关知识一、三相半波可控整流电路一、三相半波可控整流电路.电阻性负载电阻性负载晶闸管整流电路的换流点不一定在自然换流点上，而取决于触发脉冲的相位控制角。在下图 b 中，相电压的交点处 t1、t2 和 t3 是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，所以将其作为计算各晶闸管触发角 的起点，即 0，这个交点叫自然换相点。三相半波可控共阴极整流电路接电阻性负载，0时

3、电路及波形三相半波可控整流电路 30时波形图 三相半波可控整流电路 60时波形图输出电压平均值的计算分为两种情况：()当 30时：ud 1.17u2 cos当 0时，输出电压最大，Ud 1.17 U2。()当 30时：.电感性负载电感性负载当三相半波可控整流电路的负载为大电感时，由于 L 值很大，整流电流基本是持续平直的。如图所示为三相半波可控整流电路接电感性负载及 60时波形图。三相半波可控整流电路接电感性负载及 60时波形图)电路图)波形图二、三相全控桥式整流电路二、三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路的输出电压脉动较小，易滤波，控制滞后时间短，因此在工业中几乎都是采用三相全控桥式整流

4、电路。三相全控桥式整流电路三相全控桥式整流电路接电感性负载 0时波形 三相全控桥式整流电路接电感性负载 30时波形三相全控桥式整流电路接电感性负载 90时波形通过上述分析，可归纳出三相全控桥式整流电路有如下特点：.三相全控桥式整流电路在任意时刻必须有两个晶闸管三相全控桥式整流电路在任意时刻必须有两个晶闸管同时导通才能构成回路，共阳极与共阴极组各有一个晶闸管同时导通才能构成回路，共阳极与共阴极组各有一个晶闸管导通，且不能是同相的两个。导通，且不能是同相的两个。.共阴极组中晶闸管共阴极组中晶闸管 VT1、VT3、VT5 的触发脉冲相位的触发脉冲相位互差互差 120，共阳极组中晶闸管，共阳极组中晶闸

5、管VT2、VT4、VT6 的触发脉的触发脉冲相位也是互差冲相位也是互差 120；接在同一相上的两管触发脉冲相位；接在同一相上的两管触发脉冲相位互差互差180，如，如 VT1 与与 VT4，VT3 与与 VT6，VT5 与与 VT2；由；由于电路中共阴极与共阳极换流点间隔于电路中共阴极与共阳极换流点间隔 60顺序导通，所以两顺序导通，所以两个触发脉冲相位互差个触发脉冲相位互差 60。.为了保证整流装置能正常启动工作，或在电流断续后为了保证整流装置能正常启动工作，或在电流断续后能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时给触发能再次导通，必须对两组中应导通的一对晶闸管同时给触发脉冲。为此可采取两

6、种方法，一种是宽脉冲触发，使每一个脉冲。为此可采取两种方法，一种是宽脉冲触发，使每一个触发脉冲的宽度大于触发脉冲的宽度大于 60(必须小于必须小于 120，一般取，一般取 80 100)。另一种是双窄脉冲触发，即在触发某一个晶闸管的。另一种是双窄脉冲触发，即在触发某一个晶闸管的同时给前一个晶闸管补发一个脉冲，使共阴极与共阳极的两同时给前一个晶闸管补发一个脉冲，使共阴极与共阳极的两个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于用两个窄脉冲等个应导通的晶闸管上都有触发脉冲，相当于用两个窄脉冲等效代替了大于效代替了大于 60 的宽脉冲。的宽脉冲。三相全控桥式整流电路 0时的晶闸管触发脉冲波形.三相全控桥式整

7、流电路的输出电压是三相全控桥式整流电路的输出电压是 6 个不同线电压个不同线电压的组合，当的组合，当 0 时，输出电压为三相线电压的正向包络时，输出电压为三相线电压的正向包络线，整流电压在一个周期内脉动线，整流电压在一个周期内脉动 6 次，脉动频率为次，脉动频率为 6 50 Hz 300 Hz。三相全控桥式整流电路的控制角。三相全控桥式整流电路的控制角 仍从自然换仍从自然换相点算起。相点算起。.对于电感性负载，其移相范围为对于电感性负载，其移相范围为 90，由于电感的原，由于电感的原因输出电流几乎是平直的。对于电阻性负载，因输出电流几乎是平直的。对于电阻性负载，0 60时电流连续，时电流连续，

8、60时输出电流开始出现断续，当时输出电流开始出现断续，当 120时，输出电压为零，所以移相范围为时，输出电压为零，所以移相范围为 120。.三相全控桥式整流电路输出电压与控制角的关系三相全控桥式整流电路输出电压与控制角的关系()电阻性负载)当 0 60时)当 60 60时，续流二极管才有电流通过。时，续流二极管才有电流通过。.在在 0 180中，输出电压平均值：中，输出电压平均值：ud 1.17u2(1 cos).熟悉同步信号为锯齿波的触发电路的工作原理，熟悉同步信号为锯齿波的触发电路的工作原理，能够对同步信号为锯齿波的触发电路进行调试。能够对同步信号为锯齿波的触发电路进行调试。.认识认识 K

9、C04集成芯片，并能够对集成触发电路集成芯片，并能够对集成触发电路进行调试。进行调试。学习目标学习目标任务任务 集成触发电路的安装与调试集成触发电路的安装与调试本任务将重点学习同步信号为锯齿波的触发电路和 KC 系列的集成触发电路基本知识，并完成相关电路的安装与调试。任务描述任务描述相关知识相关知识为使晶闸管稳定可靠地工作，对触发电路的输出脉冲提出以下要求：()足够的脉冲宽度，以保证晶闸管阳极电流超过维持电流，使晶闸管开通稳定。对于纯电阻性负载，一般要求脉冲宽度为 6 30 s；对于感性负载，因阳极电流上升缓慢，要求脉冲宽度大于 50 s。()保证控制电路与主电路之间有可靠的电隔离，并触发脉冲

10、与主回路电源电压必须同步，以保持一定的相位关系。()要有足够的触发功率，脉冲必须具有足够的功率，且不超过晶闸管门极最大允许功率。()触发脉冲的移相范围应满足可控整流装置提出的要求。如电阻性负载下的三相半波和三相全控桥整流电路，移相范围分别为 0 150和 0 120，而电感性负载(电流连续时)皆为 0 90。()触发脉冲前沿要陡，脉冲顶部尽可能平直。常见的触发脉冲电压波形如图所示。常见的触发脉冲电压波形一、同步信号为锯齿波的触发电路一、同步信号为锯齿波的触发电路锯齿波触发电路输出为单窄脉冲，也可为双窄脉冲，适用于有两个晶闸管同时导通的电路，如三相全控桥。同步信号为锯齿波的触发电路锯齿波触发电路

11、的工作波形图同步环节在锯齿波同步的触发电路中，触发电路与主电路的同步是指要求锯齿波的频率与主电路电源频率相同且相位关系确定。在三相桥式全控整流电路中，器件的导通顺序为 VT1VT2VT3VT4VT5VT6，彼此间隔 60，相邻器件成双导通。六个触发器的连接顺序图二、触发电路与主电路的同步二、触发电路与主电路的同步.同步的概念同步的概念正确选择同步信号电压相位以及得到不同相位同步信号电压的方法，称为晶闸管装置的同步或定相。每一个触发电路的同步信号电压 us 与被触发晶闸管的阳极电压之间的相位关系，取决于主电路的不同形式、不同的触发电路、负载性质以及不同的移相要求。触发脉冲与主电路的同步触发脉冲与

12、主电路的同步触发脉冲与主电路的同步同步信号电压 us 与主电压 ua 的对应关系)正弦波移相(NPN 管)正弦波移相(PNP 管)锯齿波移相(NPN 管)锯齿波移相(PNP 管)三、三、KC04 集成芯片集成芯片集成电路可靠性高，技术性能好，体积小，功耗低，调试方便。.KC04 集成芯片各引脚定义集成芯片各引脚定义如图所示为 KC04 集成芯片封装图。KC04集成芯片封装图1 脚：脉冲输出(在同步电压正半周)。3 脚和 4 脚：接电容形成锯齿波。5 脚：电源(负)。7 脚：接地(零电位)。8 脚：接同步电压输入。9 脚：移相信号控制端。11 脚与 12 脚：接电容，控制 V7 产生脉冲。15

13、脚：脉冲输出(在同步电压负半周)。16 脚：15 V 电源。.KC04 集成芯片电路组成集成芯片电路组成KC04 电路原理图四、集成触发电路四、集成触发电路KC41C 与三块 KC04 可组成三相全控桥双脉冲触发电路。三相全控桥双脉冲触发电路 KC41C电路各点电压波形.掌握直流电动机的三种调速方法以及直流电动掌握直流电动机的三种调速方法以及直流电动机正反转的方法。机正反转的方法。.掌握直流调速装置的结构与工作原理，能够对掌握直流调速装置的结构与工作原理，能够对直流调速装置进行调试与维修。直流调速装置进行调试与维修。学习目标学习目标任务任务 直流调速装置的接线、调试与检修直流调速装置的接线、调

14、试与检修本任务的主要内容就是学习直流调速的基本概念和基本原理，并完整直流调速装置的接线、调试和检修。任务描述任务描述相关知识相关知识一、直流电动机的三种调速方法一、直流电动机的三种调速方法直流电动机转速稳态表达式如下：由上式可以看出，调节直流电动机的转速有以下3种方法。.调压调速调压调速调压调速即通过调节电枢供电电压 U 来调节电动机的转速 n。调压调速的机械特性曲线.弱磁升速弱磁升速弱磁升速即通过减弱励磁磁通 来提高电动机的转速n。.串电阻调速串电阻调速串电阻调速即通过改变电枢回路电阻 R 来改变电动机的转速 n。二、直流电动机的正、反转二、直流电动机的正、反转改变电动机转向的方法有两种：一

15、是将励磁绕组反接；二是将电枢绕组反接。他励电动机正、反转的原理电路三、认识直流调速装置三、认识直流调速装置.电路组成电路组成调速装置主电路采用三相全控桥式整流电路，使用交流电流互感器检测负载电流。DSC 32 型晶闸管直流调压、调速实训装置电压、电流双闭环不可逆直流调速系统原理.结构组成结构组成晶闸管直流调速(调压)装置采用功能模块化设计，立柜式结构。DSC 32 型直流调速装置系统框图)直流调速系统操作面板布局 DSC 32 型直流调速装置系统框图)、)系统框图四、直流调速装置的工作原理四、直流调速装置的工作原理.整流变压器整流变压器整流变压器用于电源电压的变换。为了减少对电网波形的影响，整

16、流变压器接线采用/0 11方式。.晶闸管可控整流部分晶闸管可控整流部分晶闸管可控整流电路.给定环节给定环节由中间继电器 KA 控制的给定电源通过一个电阻 R112加到控制盘上的给定电位器，调节此电位器可得到 0 10V的直流给定电压。给定电路如图所示。给定电路.放大器放大器放大器回路是系统的控制核心，采用了高精度运算放大器 LM324 作为运算部件。.集成脉冲触发器集成脉冲触发器集成脉冲触发器采用专用的集成脉冲产生芯片 KC04作为系统的脉冲产生电路。.电压负反馈电压负反馈电压负反馈采用并联反馈方式，电压、电流反馈量均与给定电压并联综合。电压负反馈线路原理.电压隔离器电压隔离器电压隔离器线路原理