2022年某轧机直流电动机晶闸管调速系统设计新.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 目录摘要 4第一章 绪 论 5其次章 直流调速系统地方案确定 62.1 系统地技术数据要求 62.2 直流调速系统地方案挑选 7名师归纳总结 2.3 双闭环直流调速系统地静特性 10第 1 页,共 41 页第三章 主电路地设计与分析 113.1 主电路结构设计 113.2 整流电路 163.3 励磁回路地挑选 173.4 晶闸管地触发电路 193.5 KJ004 地工作原理 213.6 脉冲变压器地设计 23第四章 PWM 掌握直流调速系统掌握电路设计 254.1 PWM 信号发生器 254.2 SG3525 引脚各端子功能 27第五章 主电路

2、元部件及参数运算 325.1 整流变压器容量运算 325.2 IGBT 管地参数 335.3 三相全控桥整流二极管挑选 345.4 滤波电容 C1 地挑选 34第六章 主电路爱护电路设计 346.1 IGBT 地爱护设计 346.2 主电路过电流爱护电路 366.3 过电压爱护设计 366.4 过电流爱护设计 396.5 斩波器地散热设计 41第七章 励磁回路元件运算和挑选 42 7.1 变压器地挑选 427.2 整流元件晶闸管地选型 46第八章 双闭环调速系统调剂器地设计 478.1 电流调剂器地设计 478.2 转速调剂器地设计 51心得体会 57参考文献 58- - - - - - -精

3、选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要直流电动机具有良好地起、制动性能,宜于在大范畴内平滑调速,在很多需要调速或快速正反向地电力拖动领域中得到应用 成晶闸管 电动机调速系统（简称.晶闸管问世后,生产出成套地晶闸管整流装置,组 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牢靠性上都有很大提高,而且在技术性能上也显示出 较大地优越性 .本文第一明确了设计地任务和要求,在明白了转速电流双闭环直流调速系统地调速原 理后依次对晶闸管相控整流调速系统地主电路,爱护电路,检测电路和触发电路进行了设 计,并且运算了相关参数 .目前 ,市场上用地最多地 国际

4、上先进地电力电子器件IGBT 直流斩波器 ,它是属于全控型斩波器,它地主导器件采纳 IGBT ,由门极电压掌握,从根本上克服了晶闸管斩波器及GTR 斩波器地缺点 .该斩波器既能为煤矿窄轨电机车配套地调速装置,针对不同地负载对象,做一些少量地改动又可用于其它要求供 电电压可调地直流负载上 .与可控硅脉冲调速方式和电阻调速方式相比,具有明显地优点 .关键字：双闭环掌握 单项全控桥 三相桥式 IGBT第一章 绪 论名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 很多生产机械要求在肯定地范畴内进行速度地平滑调剂,并且要求具有良好地稳态,

5、动态性能 .而直流电调速系统调速范畴广,静差率小,稳固性好以及具有良好地动态性能,在高性能地拖动技术领域中,相当长期内几乎都采纳直流电力拖动系统.双闭环直流调速系统是直流调速掌握系统中进展得最为成熟,应用特别广泛地电力系统传动系统 .它具有动态响应快,抗干扰才能强等特点.我们知道反馈闭环掌握系统具有良好地抗干扰性能,它对于被反馈环地前向通道上地一切扰动作用都能有效地加以抑制.采纳转速反馈和PI 调剂器地单闭环地调速系统可以在保证系统稳固地条件下实现转速无静差,但假如对系统地动态性能要求较高,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意要求 .这主要是由于在单闭环系统中不能完全

6、依据要求来掌握动态过程地电流或转矩 .在单闭环系统中,只有电流截止至负反馈环节是特地用来掌握电流地.但它只在超过临界电流值以后剧烈地复返快作用限制电流地冲击,并不能很抱负地掌握电流地动态波形 .在实际工作中,我们期望在电机最大电流地限制条件下,充分利用电机地答应过载才能.最好是在过渡过程中始终保持电流（转矩）为答应最大值,使电力拖动系统尽可能用最大地加速度起动,到达稳 定转速后又让电流立刻降下来,使转矩立刻与负载相平稳,从而转入稳固运行 .这是,起动电流成方波形,而转速是线性增长地 最快起动过程 .这是在最大电流转矩地条件下调速系统所能地得到地随着社会化大生产地不断进展,沟通调速系统进展很快,

7、然而直流拖动系统无论在理论 上和时间上都比较成熟,并且从闭环掌握地角度来看,它有是沟通拖动系统地基础 .所以直流调速系统在生活中有举足轻重地作用.另一方面,需要指出地是电气传动与自动掌握有着亲密地关系,调速传动地掌握装置主要是各种电力电子变流器,它为电动机供应可控地直 流电流,并成为弱点掌握强电地媒介 .本设计报告第一依据设计要求确定调速方案和主电路地结构形式.主电路和闭环系统确定下来后,重在对电路及各元件参数地运算和器件地选型,包括整流变压器,整流元件,爱护电路以及电流转速调剂器地参数运算 .其次章 直流调速系统地方案确定2.1 系统地技术数据要求采纳转速、电流负反馈构成双闭环调速系统主回路

8、采纳三相全控桥不行逆系统 .励磁回路采纳三相桥式晶闸管变流装置供电,构成励磁电流闭环系统掌握 .技术数据：（1）直 流 电 动 机 数 据 ： 电 动 机 型 号 ： Z2-62, 220V , 69.5A , 1500rpm ,Ce0.192 Vmin/r,答应过载倍数20 S1.5,电枢回路电阻R a50.24,系统运动部分地转动惯量GD267.Nm2.5%,电流超调量l%,转速无静差,且（2）要求达到地性能指标：Dn10%.空载起动到额定转速时地转速超调量2.2 直流调速系统地方案挑选 2.2.1 直流调速系统简介直流电机由定子和转子两部分组成,其间有肯定地气隙.其构造地主要特点是具有一

9、个带名师归纳总结 换向器地电枢 .直流电机地定子由机座、主磁极、换向磁极、前后端盖和刷架等部件组成.其第 3 页,共 41 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 中主磁极是产生直流电机气隙磁场地主要部件,由永磁体或带有直流励磁绕组地叠片铁心构成 .直流电机地转子就由电枢、换向器（又称整流子）和转轴等部件构成 .其中电枢由电枢铁心和电枢绕组两部分组成.电枢铁心由硅钢片叠成,在其外圆处匀称分布着齿槽,电枢绕组就嵌置于这些槽中 .换向器是一种机械整流部件 .由换向片叠成圆筒形后,以金属夹件或塑料成型为一个整体 .各换向片间相互绝缘 .换向器质量对运行牢靠性有很

10、大影响 .直流电机斩波调速原理是利用可控硅整流调压来达直流电机调速地目地,利用沟通电相位推迟肯定时间发出触发信号使可控硅导通即为斩波,斩波后地沟通电经电机滤波后其平均电压随斩波相位变化而变化.为了达到掌握直流电机目地,在掌握回路加入了速度、电压、电流反馈环路和.PID 调剂器来防止电机由于负载变化而引起地波动和对电机速度、电压、电流超常爱护2.2.2 调速方案挑选随着电力电子技术地进步,进展了很多新地电枢电压掌握方法,其中 PWM 脉宽调制 是常用地一种调速方法 .其基本原理是用转变电机电枢 定子 电压地接通和断开地时间比 占空比来掌握马达地速度,在脉宽调速系统中,当电机通电时,其速度增加；电

11、机断电时,其速度减低 .只要依据肯定地规律转变通、断电地时间,即可使电机地速度达到并保持一稳固值.最近几年来,随着微电子技术和运算机技术地进展及单片机地广泛应用,使调速装置向集成化、小型化和智能化方向进展 .2.2.3 调速电路方案本电机调速系统采纳脉宽调制方式 , 与晶闸管调速相比 , 技术先进 , 可削减对电源地污染 .为使整个系统能正常安全地运行 , 设计了过流、过载、过压、欠压爱护电路 , 另外仍有过压吸取电路 .确保了系统牢靠运行 .2.2.4 掌握方案挑选直流电动机转速地掌握方法可分为励磁掌握法与电枢电压掌握法两类 .随着电力电子技术地进步 , 进展了很多新地电枢电压掌握方法 .如

12、: 由沟通电源供电 , 使用晶闸管进行相控调压； 使用硅整流器将沟通电整流成直流或由蓄电池等直流电源供电, 再由 PWM 斩波器进名师归纳总结 行斩波调压等 .PWM 驱动装置与传统晶闸管驱动装置比较, 具有以下优点 : 需用地大功率可第 4 页,共 41 页控器件少 , 线路简洁；调速范畴宽；电流波形系数好, 附加损耗小；功率因数高 .可以广泛应用于现代直流电机伺服系统中.本系统是基于PWM 掌握地直流电机掌握系统. 此设计采纳双闭环不行逆直流调速系统,其结构框图如图2.2 所示 .- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2.1 转速、双闭环直流调速系

13、统原理框图2.3 双闭环直流调速系统地静特性双闭环调速系统地静特性在负载电流小于Idm 时表现为转速无静差,这时转速负反馈名师归纳总结 起主要调剂作用.当负载电流达到Idm 时,对应于转速调剂气地饱和输出Uim ,这时电流第 5 页,共 41 页调剂器起主要调剂作用,系统表现为电流无静差,得到过电流地自动爱护.双闭环直流调速系统地静特性如图2.2 所示：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2.2 双闭环直流调速系统地静特性2.3 双闭环直流调速系统地动态性能对于一个调速系统,电动机要不断处于起动、制动、反转、调速以及突加突减负载地过渡过程,此时,必需

14、讨论相关电机运行地动态指标,如稳固性、快速性、动态误差等 .这对于提高产品质量和劳动生产率,保证系统安全运行是很有意义地.动态性能指标代表了系统发生过渡过程时地性能,动态指标分跟随指标和抗扰动指标 .跟随指标与抗扰指标都表征系统过渡过程地性能,之所以要分别列出,是由于同一个调速系统,其跟随指标和抗扰动指标并不相同,不同地生产机械对这两类指标地要求也是不一样地 .此外,当系统过渡过程终止后,稳态误差反映了系统地精确性 .一般来说,总是希望最大超调和最大动态速降小一点,振荡次数少一些,调整时将及复原时间短一点,稳态误差小一点,即期望能达到稳、准、快 .事实上,这些指标要求,在同一系统中往往是相互冲

15、突地,因此需要详细对象所提出地要求,第一满意主要方面地性能指标要求,而适当降低其他方面地指标 .直流系统中调速范畴 D、静差率 S、和额定转速 n N 之间地关系：在直流电动机变压调速系统中,一般以 n N 作为最高转速,如额定转速下地转速降落为 n N,就该系统地静差率应当是最低转速时地静差率,即：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - nminnNn N1s n Nss就最低转速为：Snn Nn minn Nn N.0minDn maxn Nn Nss 而调速范畴为：n minn minn N1由上式可见,要求s值要

16、求越小时,系统能够答应地调速范畴也越小第三章主电路地设计与分析3.1 PWM 变换器介绍脉宽调速系统地主要电路采纳脉宽调制式变换器,简称PWM 变换器 .PWM 变换器有不行逆和可逆两类,可逆变换器又有双极式、单极式和受限单极式等多种电路 .下面分别对各种形式地 PWM 变换器做一下简洁地介绍和分析 .不行逆 PWM 变换器分为无制动作用和有制动作用两种.图 3-1（a）所示为无制动作用地简洁不行逆 PWM 变换器主电路原理图,其开关器件采纳全控型地电力电子器件 .电源电压 U s 一般由沟通电网经不行控整流电路供应 .电容 C 地作用是滤波,二极管 VD 在电力晶体管 VT 关断时为电动机电

17、枢回路供应释放电储能地续流回路.图 3.1 简洁地不行逆 PWM 变换器电路名师归纳总结 （a）原理图（b）电压和电流波形图第 7 页,共 41 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电力晶体管VT 地基极由频率为f,其脉冲宽度可调地脉冲电压U 驱动 .在一个开关周期 T 内,当 错误！未指定书签；0 t t on 时,U b 为正, VT 饱和导通,电源电压通过 VT 加到电动机电枢两端；当 ton t T 时,U 为负, VT 截止,电枢失去电源,经二 极 管 VD 续 流 . 电 动 机 电 枢 两 端 地 平 均 电 压 为 U d t onU

18、s U s, 式 中 ,TU d t on PWM 电压地占空比,又称负载电压系数 . 地变化范畴在 01 之间,U 5 T改 变,即 可 以 实 现 对 电 动 机 转 速 地 调 节 . 图 3-1（b）绘出了稳态时电动机电枢地脉冲端电压 u 、平均电压 u 和电枢电流 di 地波型.由图可见,电流是 di 脉动地,其平均值等于负载电流 I dl T L / C m（T 负载转矩,C m 直流电动机在额定磁通下地转矩电流比）.由于 VT 在一个周期内具有开关两种状态,电路电压平稳方程式也分为两阶段,即在 0 t t on 期间,U 5 Ri d L di d E；dt在 ton t T 期

19、间,0 Ri d L di dE .式中, R, L 电动机电枢回路地总电阻和总电dt感；E电 动 机 地 反 电 动 势 . PWM 调速系统地开关频率都较高,至少是14kHz,因此电流地脉动幅值不会很大,再名师归纳总结 影响到转速n 和反电动势E 地波动就更小,在分析时可以忽视不计,视 n 和 E 为恒值 .第 8 页,共 41 页这种简洁不行逆PWM 电路中电动机地电枢电流Di不能反向,因此系统没有制动作用,只能做单向限运行,这种电路又称为“受限式 ” 不行逆PWM 电路 .这种 PWM 调速系统,空载或轻载下可能显现电流断续现象,系统地静、动态性能均差.- - - - - - -精选学

20、习资料 - - - - - - - - - 图 3.2 具有制动作用地不行逆 PWM 变换电路图 3.2（ a）所示为具有制动作用地不行逆PWM 变换电路,该电路设置了两个电力晶体管名师归纳总结 VT1 和 VT2 ,形成两者交替开关地电路,供应了反向电流地di通路 .这种电路组成地第 9 页,共 41 页PWM 调速系统可在第I、 II 两个象限中运行.VT1 和 VT2 地基极驱动信号电压大小相等,极性相反,即UbUb2.当电动机工作在电动状态时,在一个周期内平均电流就为正值,电流di分为两段变化 .在0tton期间,Ub1为正, VT1 饱和导通；Ub2为负, VT2 截止 .此时,电源

21、电压U5加到电动机电枢两端,电流di沿图中地回路流通.在tontT期间,Ub 1和Ub2转变极性, VT1 截止,原方向地电流di沿回路 2 经二极管VD2 续流,在VD2 两端产生地压降给VT2 施加反压,使VT2 不行能导通 .因此,电动机工作在电动状态时,一般情形下实际上是电力晶体管VT1 和续流二极管VD2 交替导通,而VT2 就始终不导通,其电压、电流波型 如 图3.2 （ b ） 所 示 , 与 图2-1没 有VT2地 情 况 完 全 一 样 . 假如电动机在电动运行中要降低转速,可将掌握电压减小,使Ub1地正脉冲变窄,负脉冲变宽,从而使电动机电枢两端地平均电压Ud降低 .但是由于

22、惯性,电动机地转速n 和反电动势 E 来不及立刻变化,因而显现U dE地情形 .这时电力晶体管VT2 能在电动机制动- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 中起作用 .在tontT期间, VT2 在正地Ub2和反电动势E 地作用下饱和导通,由EU d 产生地反向电流 di 沿回路 3 通过 VT2 流通,产生能耗制动,一部分能量消耗在回路电阻上,一部分转化为磁场能储备在回路电感中,直到 t=T 为止 .在 T t t on（也就是0 t t on）期间,因 U b 2 变负, VT2 截止,di 只能沿回路 4 经二极管 VD1 续流,对电源回馈制动,同时在

23、 VD1 上产生地压降使 VT1 承担反压而不能导通 .在整个制动状态中,VT2 和 VD1 轮番导通, VT1 始终截止,此时电动机处于发电状态,电压和电流波型图 3-2（c）.反向电流地制动作用使电动机转速下降,直到新地稳态 .这种电路构成地调速系统仍存在一种特殊情形,即在电动机地轻载电动状态中,负载电流很小,在 VT1 关断后（即 ton t T 期间）沿回路 2 径 VD2 地续流电流 di 很快衰减到零,如在图 2-2（d）中地 ton T 期间地 2t 时刻 .这时 VD2 两端地压降也降为零,而此时由于 U b 2 为正,使 VT2 得以导通,反电动势 E 经 VT2 沿回路 3

24、 流过反向电流 di,产生局部时间地能耗制动作用 .到了 0 t t on 期间, VT2 关断,di 又沿回路 4 经 VD1 续流,到 t 4t 时 di 衰减到零, VT1 在 U b 1 作用下因不存在而反压而导通,电枢电流再次转变方向为 di 沿回路经 VT1 流通 .在一个开关周期内,VT1 、 VD1 、VT2 、VD1 四个电力电子开关 器 件 轮 流 导 通,其 电 流 波 形 示 图 3-2（d）. 综上所述,具有制动作用地不行逆PWM 变换器构成地调速系统,电动机电枢回路中地电流始终是连续地；而且,由于电流可以反向,系统可以实现二象限运行,有较好地静、动态性能. 由具有制

25、动作用地不行逆PWM 变换器构成地直流调速系统,电动机有两种过两种状态下电流地方向相反,即在制动状态时为3.2 整流电路三相桥式不行控整流电路及波形如图 相半波不行控整流电路地组合,其中3-3 所示 .三相桥式不行控整流电路可以看为两个三 VD1 、VD3 、VD5 为三个共阴极二极管地三相半波整流电路,负载 R 两端地电压,三个共阳极地二极管 VD4 、VD6 、VD2 地阴极分别接至沟通电源 A、B、C.它们地共阳极端 N 至负载电阻 R 地负端, R2 昀正端接沟通电源地中点0 点.由于电流总是从高电位流向低电位,负载 R2 和 VD4 流至 A 点,负载电压 UON-UOA-t/A ；

26、 在 cot6cot8 期间, UB 最低,电流 从 O 点经负 载 R2 和 VD6 流 至 B 点 ,因此,负载上地整流电压为线电压,哪两相地线电压瞬时值最大时,哪两相地二极管就导通,整流电流从相电压瞬时值最高地那一端流出至负载,再回到相电压瞬时值最低地那一相 .在一个沟通电源周期2n 期间,三相桥式不行控整流电路地输出电压波形由六个外形名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 相同地电压波段组成,其输出电压最大值为线电压地幅值,输出地纹波较三相半波不行控整流时要小 .其输出电压地平均值为三相半波不行控整流电路输出电

27、压平均值地两倍 . 图 3.3 三相桥式不行控整流电路及波形3.3 励磁回路地挑选本设计励磁电路采纳三相桥式晶闸管变流装置供电,构成励磁电流闭环掌握.名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3.5 三相桥式晶闸管变流装置三相全控桥整流电路实际上是组成三相半波晶闸管整流电路中地共阴极组和共阳极组串联电路 .三相全控桥式整流电路可实现对共阴极组和共阳极组同时进行掌握,掌握角都是在一个周期内6 个晶闸管都要被触发一次,触发次序依次为：VT 1,VT2,VT 3,VT 4,VT6.6 个触发脉冲相依次相差60 为了构成一个

28、完整地电流回路,要求两个晶闸管同时导通,其中一个在共阳极组,另一个在共阴极组.为此,晶闸管必需严格俺编号轮番导通,其中晶闸管与按 A 相,晶闸管与按B 相,晶闸管与按C 相,晶闸管接成共阳极组和共阴极组.在电路掌握下,只有接在电路共阳极组中点位为最高又同时输入触发脉冲地晶闸管,以及接在电 路共阴极组中电位最低而同时输入触发脉冲地晶闸管,同时导通时,才构成完整地回路 .如 图 3.5 所示 .由于电网电压与工作电压（u ）常常不一样,故在主电路前端需配置一个整流变压器,以得到与负载匹配地电压,同时把晶闸管装置和电网隔离,可以起到降低或削减晶闸管变流装置对电网和电其他设备地干扰 .为了使元件免受在

29、突发情形下超过其所承担地电压电流地侵害,电路中加入了过电压,过电流爱护装置 .3.4 晶闸管地触发电路晶闸管触发电路地作用是产生符合要求地门极触发脉冲,保证晶闸管在学要地时刻由阻断转为导通 .晶闸管触发电路往往包括触发时刻进行掌握相位掌握电路、触发脉冲地放大和输出环节 .触发脉冲地放大和输出环节中,晶闸管触发电路应满意以下要求：（1）触发脉冲地宽度应保证晶闸管牢靠导通,三相全控桥式电路应采纳宽于 60或采纳相隔 60地双窄脉冲 .（2）触发脉冲应有足够地幅度,对户外冰冷场合,脉冲电流地幅度应增大为器件最大触发电流 35 倍,脉冲前沿地陡度也需增加,一般需达 12Aus.（3）所供应地触发脉冲应

30、不超过晶闸管门极地电压、电流和功率定额,且在门极地伏安特性地牢靠触发区域之内 .（4）应有良好地抗干扰性能、温度稳固性及与主电路地电气隔离 .在本设计中最主要地是第 1、 2 条 .抱负地触发脉冲电流波形如图 3.6.图 3.6 抱负地晶闸管触发脉冲电流波形名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 41 页精选学习资料 - - - - - - - - - t 1t2- 脉冲前沿上升时间（1 s ）t 1 t 3-强脉冲宽度 I M-强脉冲幅值（ 3 I GT 5 I GT）t 1 t -脉冲宽度 I -脉冲平顶幅值（ 1.5 I GT 2 I GT）常用地晶闸管触发电路如图 3

31、.7.它由 V1、V2 构成地脉冲放大环节和脉冲变压器 TM及附属电路构成地脉冲输出环节两部分组成.当 V1、 V2 导通时,通过脉冲变压器向晶闸管地门极和阴极之间输出动身脉冲.VD1 和 R3 是为了 V1 、V2 由导通变为直截时脉冲变压器4TM 释放其储存地能量而设地.为了获得触发脉冲波形中地强脉冲部分,仍需适当附加其它地电路环节 .E2DE1R1VD1TMVD2R4VD3R3V1 R2CV2图 3.7 触发电路晶闸管触发电路类型很多,有分立式、集成式和数字式,分立式相控同步模拟电路相对来说电路比较复杂；数字式触发器可以在单片机上来实现,需要通过编程来实现,本设B计不采纳 .由于集成电路

32、牢靠性高,技术性能好,体积小,功耗低,调试便利,所以本设计采纳地是集成触发器,挑选目前国内常用地KJ、 KC 系例,本设计采纳KJ004 集成块和KJ041 集成块 .对于三相全控整流或调压电路,要求次序输出地触发脉冲依次间隔 60.本设计采纳三相同步肯定式触发方式 .依据单相同步信号地上升沿和下降沿,形成两个同步点,分别发出两A 个相位互差 180地触发脉冲 .然后由分属三相地此种电路组成脉冲形成单元输出 6 路脉冲,再经补脉冲形成及安排单元形成补脉冲并按次序输出 控桥整流电路中有六个晶闸管,触发次序依次为：6 路脉冲 .本设计课题是三相全三相全 VT1 VT2 VT3 VT4 VT5 VT

33、6 ,名师归纳总结 1 晶闸管必需严格按编号轮番导通,2 6 个触发脉冲相位依次相差3 60O,可以选用3 个 KJ0044集成块和一个KJ041 集成块,即可形成六路双脉冲,再由六个晶体管进行脉冲放大,就可第 13 页,共 41 页以构成三相全控桥整流电路地集成触发电路如图3.8.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 至VT6至VT5至VT4至VT3至VT2至VT11510脚为6路双脉冲输出13脚为6路单脉冲输入图 3.8 三相全控桥整流电路地集成触发电路图 3.9 KJ004 地电路原理图名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 41

34、页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.5 KJ004 地工作原理如图 3.9 KJ004 地电路原理图所示,点划框内为KJ004 地集成电路部分,它与分立元件地同步信号为锯齿波地触发电路相像.V1V4 等组成同步环节,同步电压uS 经限流电阻R20加到 V1、V2 基极 .在 uS 地正半周, V1 导通,电流途径为+15V R3VD1 V1 地 ；在uS 负半周, V2 、 V3 导通,电流途径为 +15V R3 VD2 V3 R5R21 15V.因此,在正、负半周期间 .V4 基本上处于截止状态 .只有在同步电压 |uS|0.7V 时, V1 V3 截止, V4 从电源十

35、 15V 经 R3、R4 取得基极电流才能导通 .电容 C1 接在 V5 地基极和集电极之间,组成电容负反馈地锯齿波发生器.在 V4 导通时, C1 经 V4 、VD3 快速放电 .当 V4 截止时,电流经 +15V R6C1 R22RP1 15V 对 C1 充电,形成线性增长地锯齿波,锯齿波地斜率取决于流过 R22、RP1 地充电电流和电容 C1 地大小 .依据 V4 导通地情形可知,在同步电压正、负半周均有相同地锯齿波产生,并且两者有固定地相位关系 .V6 及外接元件组成移相环节 .锯齿波电压 uC5、偏移电压 Ub、移相掌握电压 UC 分别经 R24、R23、R26 在 V6 基极上叠加

36、 .当 ube6+0.7V 时, V6 导通 .设 uC5、Ub 为定值,转变 UC ,就转变了 V6 导通地时刻,从而调剂脉冲地相位 .V7 等组成了脉冲形成环节 .V7 经电阻 R25获得基极电流而导通,电容C2 由电源 +15V 经电阻 R7、VD5 、V7 基射结充电 .当 V6 由截止转为导通时,C2 所充电压通过V6 成为V7 基极反向偏压,使V7 截止 .此后C2 经（+15V R25V6 地）放电并反向充电,当其充电电压uc2+1.4V 时, V7 又复原导通 .这样,在 V7 集电极就得到固定宽度地移相脉冲,其宽度由充电时间常数 R25 和 C2 决定.V8 、V12 为脉冲

37、分选环节 .在同步电压一个周期内,V7 集电极输出两个相位差为 180 地脉冲 .脉冲分选通过同步电压地正负半周进行 .如在 us 正半周 V1 导通, V8 截止, V12 导通, V12 把来自 V7 地正脉冲箝位在零电位 .同时, V7 正脉冲又通过二极管 VD7 ,经 V9 V11 放大后输出脉冲 .在同步电压负半周,情形刚好相反,V8 导通, V12 截止, V7 正脉冲经 V13 V15 放大后输出负相脉冲 .说明：1 KJ004 中稳压管 VS6 VS9 可提高 V8 、V9、V12 、V13 地门限电压,从而提高了电路地抗干扰才能 .二极管 VD1 、VD2 、VD6 VD8

38、为隔离二极管 .2 采纳 KJ004 元件组装地六脉冲触发电路,二极管冲,并由三极管V1V6 进行脉冲功率放大.VD1 VD12 组成六个或门形成六路脉名师归纳总结 3 由于 V8 、V12 地脉冲分选作用,使得同步电压在一周内有两个相位上相差地脉冲产第 15 页,共 41 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 生,这样,要获得三相全控桥式整流电路脉冲,需要六个与主电路同相地同步电压 .因此主变压器接成D, yn11 及同步变压器也接成D, yn11 情形下,集成触发电路地同步电压uSa、uSb、uSc 分别与同步变压器地 器, RP4RP6 为同步相位3.6 脉冲变压器地设计uSA、uSB、 uSC 相接 RP1RP3 为锯齿波斜率电位本方案地双脉冲电路是采纳性能价格比优越地、每个触发单元地一个周期内输出两个相隔 60地脉冲地电路 .如图 3.10 中两个晶闸管构成一个“或 ”门.当 V5 、V6 都导通时, uc5 约为-15V ,使截止,没有脉冲输出,但只要中有 V5、