数字式直流电机双闭环调速系统设计

1、数字式直流调速系统的硬件设计控制系统的硬件设计控制系统硬件结构如图3.1所示包括80c196kc单片机、同步信号电路、测速脉冲信号反馈电 路、电流反馈电路、显示电路、触发脉冲输出驱动电路。80c196ko 片机80c196kc单片机是intel公司推出的一款高性能的 chmos 16位单片机，在其内部“嵌入” 了 以往被认为是“外围”设备的多种电路，包括：时钟发生器、多功能 i/o 口、a/d转换器、pwm输 出口、串行口、定时/计数器、监视定时器、高速输入输出器、外设事务服务器等。80c196kc的主要技术特点如下：16k字节片内eprom; 448字节寄存器阵列；寄存器-寄存器结构；5个8

2、位i/0 口；全双工 串行口 ； 16位监视定时器；4个16位软件定时器；可动态配置的八位或十六位总线宽度；pwm（脉宽调制）输出；hsi/hso（高速输入输出口）；28个中断源，18个中断向量；可以采用16mhz的晶振。l_ e |显示模块图3.1控制系统硬件结构框图可以看出，80c196kc不但具有丰富的硬件资源，而且运彳t速度也大为提高。同样使用 12mhz 的晶振，80c196kc的运算速度要比8096提高1/3,使用16mhz的晶振，将比使用12mhz晶振的 8096快1/2（因为8096最快只能使用12mhz晶振）。此外，80c196kc的六个hso通道正好可以输出 六个触发晶闸管

3、的脉冲，因此我们选用它来构成数字式直流电源的控制系统。1.1 同步信号电路同步信号电路是数字式直流电机调速系统的一个重要的电路。同步信号电路的主要任务是为数 字触发脉冲输出提供一个同步信号作为相位基准。根据该基准，通过单片机计算得出移相触发时 间，进而确定触发角对应的触发脉冲形成时刻。并通过触发脉冲输出电路将触发脉冲分配输出。同步信号的获取方法有下面二种：（1）同步信号获取方法一是用图 3.2所示电路中最后一个异或门输出的脉冲送到单片机的外部 中断引脚，实现每3.3ms中断一次。下面介绍具体方法。b图中，同步变压器与主变压器一样接成 y/y-12接法，同步电压先由二级 rc滤波电路滤除电源 干

4、扰，并通过调整r值实现30o移相，使三个相同步电压分别与晶闸管电源三相线电压保持同相位。 三个同步电压分别经电压比较器lm339变为s1, s2, s3,三个方波信号，若以“ 1”表示高电平，以60o为单位时间，则s1, s2,s3的波形在电源一个正弦波周期（6个相带）内分别组成6种态：001-101-100-110-010-011, 80c196kc通过p1 口读入s1, s2, s3的状态,就可以分析判断当 前应该触发的相应主电路的晶闸管触发脉冲的组号。为了便于软件处理，电源状态用字码表示，例 如s1, s2, s3为011,则电源状态字码值 s1, s2, s3为3.对于晶闸管三相全控桥

5、电路，一个周波有 6个自然换向区。进入每个换向区（60o相带）要同时触 发两个晶闸管，并按一定的顺序，每隔60o依次发出脉冲触发晶闸管。因此，要使单片机的触发操作具有与电源严格同步的时序，还得由硬件产生与三相电源自然换向点同步的申请中断的同步脉冲序 列信号，这个同步脉冲序列的间隔是60,它可以在主电路线电压的每个自然换相点通过80c196kc的外部中断引脚extinti向cpu申请中断，结合前述读入的 s1, s2, s3状态字码值，实现同步认 相判断，可准确地确定当前的自然换向区应该输出哪个脚的脉冲。这个同步中断信号可以利用己经 产生的s1, s2, s3信号得到。只要将三个方波信号异或，可

6、以产生一个边沿与线电压自然换向点对 齐的方波信号，该信号再经过一个 rc电路和异或门处理，或者用一个 74ls123单稳态触发器，即 可得到一定脉宽的同步中断信号。由同步电路产生的这些有关电压的波形如图3.3（2）同步信号获取方法二与方法一基本相似，把电压比较器后面的异或门电路都去掉即可。该 方法用s1, s2, s3输出的脉冲信号作为同步信号。软件用查询方式：单片机每读到 s1, s2, s3有跳变，就去触发相应的晶闸管。单片机根据读到的不同的s1, s2, s3的值，来决定该触发哪一个管子，触发顺序如表3.1所示。s1却,田s3图3.3同步电压波形图表3.1晶轧管触发顺序表s1111000

7、s1011110s3100011被触发晶闸管1#2#3#4#5#6#1.2 触发脉冲输出电路图3.4是单片机与六路晶闸管触发电路的连线图，scr1为第一路晶闸管触发电路，具体电路见图3.5,其余五路与第一路相同。晶闸管的触发可以采用宽脉冲触发和双窄脉冲触发两种方式。用宽脉冲触发，触发可靠性高， 适用面宽，但容易使脉冲变压器饱和，因此要求脉冲变压器的铁心体积比较大。用双窄脉冲电路触 发晶闸管，虽然脉冲次数比宽脉冲触发多一倍，但是可以减小触发装置的输出功率，减小脉冲变压 器的铁心体积。单片机hso通道的输出脉冲经光耦隔离，驱动达林顿管来控制脉冲变压器。脉冲变压器的输出 分别接晶闸管的门极和阴极，控

8、制晶闸管的开通和关断。图3.4同步触发结构框图图3.5晶闸管触发电路1.3 显示电路1.4 .1 lcd液晶显示简介液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功 耗应用系统中得到越来越广泛的应用。本系统采用深圳市天助科技有限公司的液晶显示器 fm-1602它是字符型液晶模块是一种用 5x7 点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等等，这里采用常用的 2行16个字的1602液晶模块，外型尺寸：122*44,黄绿屏，led背 光，ic: ks0076（一）1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：vs劭

9、地电源第2脚：vd困5v正电源第3脚：v0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对 比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10k的电位器调整对比度第4脚：rs为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平的选择指令寄存器sizenumberrevisiona1date:7-jun-2007sheet offile:osmydesign.ddbdrawn by:第5脚：rw的读写信号线，高电平时进行读操彳低电平时进行写操作。当r4口 rw共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当 rs为低电平rm高电平时可以读忙信号， 当rs为高电平rw的低电平时可以写入数第

10、6脚：e端为使能端，当e端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令第714脚：dd7为8位双向数据线第1516脚:空脚1602液晶模块内部的字符发生存储器(cgrom已经存储了 160个不同的点阵字符图形，这些字 符有：阿拉伯数字，英文字母的大小写，常用的符号等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大 写的英文字母“ a”的代码是 01000001b (41h ,显示时模块把地址 41h中的点阵字符图形显示出 来，我们就能看到字母“ a” 。(二)1602的指令系统1602 液晶模块内部的控制器的控制指令，现分别介绍如下：表3.2开/关指令rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db

11、00100000 11dcb(1)开/关指令：d屏幕的on/of豉定，c光标的on/off设定，b光标闪烁设定。当d=1时 屏幕on d=0时屏幕off，c=1时光标on c=0时光标off b=1时光标闪烁，b=1时光标不闪烁。表3.3光标返回第一字符位置rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db0000000001x(2)光标返回第一字符的位置：但是所有屏幕上字符并不会被清除。表3.4清显不rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db0000000 100101(3)清显示：清除屏幕并回到屏幕左上角。表3.5进入模式设定rsr/wdb7db6db5db4db3db

12、2db1db000000001i/ds(4)进入模式设定：设定进入模式为移动光标或是移动显示字符，这个设定在数据的写入/读取时进行。设i/d=1时光标向右移动，设定i/d=0时光标向左移动。s设为1光标跟显示字符一起移 动，光标跟字符在同一位置；设为 0则光标会移到下一个位置。移动光标或是移动显示字符(光标 不动)并不会改变 ram43的内容。s/c=1时移动显示字符光标不动，s/c=0时光标跟着显示字符一起 移动；r/l=1时向右移，r/l=0时向左移。表3.6功能设定rsr/wdb7db6db5db4db3db2db1db000001dlnfxx（5）功能设定：设定数据的长度（dl）,显示

13、白行数（nd ,每个字符的点数（f） 。 dl=1时为 每个字符8位，dl=0时为每个字符4位；n=1时为两行，n=0时为一行；f=1时为5*10点，f=0时为 5*7 点。表3.7置字符发生存贮器地址rsr/wdb7db6db5 db4 db3 db2 db1 db00 1001字符发生存贮器地址（acg（6）置字符发生存贮器地址：设定 cg ram勺地址，cg ram勺数据在地址设定后送出数据或接 收数据。表3.8置字数据存贮器地址rsr/wdb7db6 db5 db4 db3 db2 db1 db0001显示数据存贮器地址（add（7）置字数据存贮器地址：设定 dd ram勺地址，当地址

14、设定后则下一个数据将会显示在刚才设 定的地址上，屏幕上两行的的起始地址分别从 80及c0开始。1.5 .2 lcd接口设计本测控仪采用80c196kc单片机作为mcu来控制1602液晶显示，如图3.6所示。该模块与 mcu的接口采用间接访问方式，就是通过单片机的i/o 口来控制液晶的显示。利用 80c196kc单片机的rd 口作为液晶显示的数据口。图3.6液晶与mcu的硬件接口图由于该液晶模块是2行16个字的显示模块，第一行用来显示给定速度，第二行用来显示实际转 速。1.4 速度给定电路速度给定采用一个4m4键盘输入。键盘按其工作原理可分为编码式键盘和非编码式键盘。按其结构中分为独立式键盘和矩

15、阵式键 盘。键盘的扩展也可以通过一些特殊功能的数字芯片，如各种移位寄存器等实现。虽然程序较为复 杂，但占用的单片机的接口较少。简单的键输入电路每一个键都要占一位i/o线，当按键较多时，显得i/o利用率不高。在这种情况下，可采用矩阵式键盘机构。本文采用这种非编码4x4矩阵式键盘，结构简单，且使用灵活。i j j-4图3.7键盘与单片机接口电路原理图1.5 看门狗 max813l工业环境中的干扰大多是以窄脉冲的形式出现，而最终造成微机系统故障的多数现象为“死 机”。究其原因是 cpu在执行某条指令时，受干扰的冲击，使它的操作码或地址码发生改变，致使 该条指令出错。这时，cpu执行随机拼写的指令，甚

16、至将操作数作为操作码执行，导致程序“跑飞” 或进入“死循环”。为使这种“跑飞”或进入“死循环”的程序自动恢复，重新正常工作，一种有效的办法是采用硬件“看门狗”技术。用看门狗监视程序的运行。若程序发生“死机”，则看门狗产生复位信号，引导单片机程序重 新进入正常运行。1.5.1 max813芯片及其引脚一、芯片特点(1) 加电、掉电以及供电电压下降情况下的复位输出，复位脉冲宽度典型值为200ms(2) 独立的看门狗输出，如果看门狗输入在 1.6s内未被触发，其输出将变为高电平。(3) 1.25v门限值检测器，用于电源故障报警、电池低电压检测或+5v以外的电源监控。二、max813l勺引脚及功能ma

17、x813lk片引脚排列见图3.8施vccgndpfi2maxb13l3wdorespfo图 3.8 max813l 芯片各引脚功能及工作原理(1)手动复位输入端(mr当该端输入低电平保持140ms以上，max813僦输出复位信号。该输入端的最小输入脉宽要求可 以有效地消除开关的抖动。mrw ttl/cmo廉容。(2)工作电源端(vcc :接+5v电源。(3)电源接地端(gnd :接0v参考电平。(4)电源故障输入端(pfi当该端输入电压低于1.25v时，5号引脚输出端的信号由高电平变为低电平(5)电源故障输出端(pfo电源正常时，保持高电平，电源电压变低或掉电时，输出由高电平变为低电平。(6)

18、看门狗信号输入端(wd程序正常运行时，必须在小于 1.6s的时间间隔内向该输入端发送一个脉冲信号，以清除芯片内部的看门狗定时器。若超过 1.6s该输入端收不到脉冲信号，则内部定时器溢出，8号引脚由高电平变为低电平。(7)复位信号输出端(rs上电时，自动产生200ms的复位脉冲；手动复位端输入低电平时，该端也产生复位信号输出。(8)看门狗信号输出端(wdo正常工作时输出保持高电平，看门狗输出时，该端输出信号由高电平变为低电平。1.5.2 硬件电路图图3.9给出了 max813l在单片机系统中的接线路图。此电路可以实现程序运行出现“死机”时的自动复位和随时的手动复位；本电路巧妙地利用了max813

19、l的手动复位输入端。只要程序一旦跑飞引起程序“死机”， wd的电平由高到低，当 wdo变低超过140ms将引起 max813l产生一个 200ms的复位脉冲。同时使看门狗定时器清 0和使wdgi脚变成高电平。也可以随时使用手动复位按钮使max813l产生复位脉冲，由于为产生复位脉冲 mr端要求低电平至少保持140ms以上，故可以有效地消除开关 抖动。vcc?200ktn22uf s j74hc08f而 vccgnd wdo手动复位retwdi80c196kcrsetp2.1wc813l图3.9 max813l与80c196kc硬件实现电路图1.6 通信接口设计单片机控制完成之后，需将数据传送到

20、上位机，因而需要单片机与pc机之间进行通信。标准串行接口有多种，如 rs232 rs422 rs485等，具体性能见表3.9,根据本设计的特点和需要，选择 rs232接口。表3.9几种接口比较标准类型rs232rs422rs485信号模式单接点式差动式差动式h线e9线/3线4线/2线2线，高驱动端数目1132m高接收端数目1132（专输距离15m1200m1200m，专输速率115200bps10mbps10mbps1.6.1 rs-232c通信接口标准数据传车格式：rs-232c以位串行方式传输数据格式，1位起始位，8位数据位，1位停止位。接口信号：完整的 rs-232c接口有25根线，采用

21、25芯的插座，在pc机上有com和com两个 232c串口，只有9根引脚的连接器，在各引脚中常用 txd, rxd, gnd本文也采用9针插座，如图 3.10所示。rdtdxgnd图3.10串口插座rs-232通信标准的收发信号转换专用芯片有很多种，本文选用美国maxim公司的max232(maxim product selector guide,2000 )。该器件工作性能可靠，外围器件少，已广泛应用于rs232通信标准的收发信号转换。1.6.2通信接口电路通过单片机的串口实现了与 pc机之间的全双工通信。80c196kc自片机的18、17引脚分别为串 口的发送端和接收端。要实现单片机和pc

22、机之间的通信，必须使单片机和 pc机采用相同的数据传输格式。通信协议如 下：波特率为9600bps, 8位数据位，1位停止位，无奇偶校验位。pc机和单片机均采用查询方式进 行编程。80c196ko片机和pc的接口电路如图3.11所示。1.7 脉冲信号反馈模块采用光电式码盘传感器对直流电机转速进行测量，其结构简单易于实现，测量准确度高。光电式码盘是一种非接触性光电传感器，它具有测量准确度高、响应速度快、可靠性高和使用寿命长等优点。我们应用光码盘测试原理，完成了直流电机测速装置设计（工作原理如图3.12所示）。其装置具 有结构简单，测速准确度高的优点。光电脉冲编码输出的信号被送入80c196kc的

23、his.0 口。图3.12工作原理图图3.13测速脉冲电路由于采用了光电式码盘作为传感器，其速度转换电路，如图 3.14所示，发光二极管led发出红 外光，透过遮光板 tlp的圆孔照射光敏三极管 t1,使其迅速由截止状态变为导通，如此反复形成光 脉冲信号，经t2的放大，再由74ls04反向整形后送给单片机。利用单片机的定时/计数器功能，对 信号进行固定周期性采样，t1 口和传感装置连接，对信号进行计数。该测速电路充分利用单片机， 完成一系列的数据采样、处理，最后计算得到较准确的速度值并显示该速度。2直流调速系统的软件设计2.1 光电编码器测速的软件设计本文采用m/i法对脉冲进行测速。具体方法如

24、下：在图4.1中，t为实际检测时间，t0是一固定不变的定时时间，当转速脉冲的上升沿到来时，启动定时t0,由两个计数器分别对转速脉冲 m1和高频脉冲数m2计数。当定时t0结束时，ml停止计数，m2继续计数。当转速脉冲的下一个上升沿到来时，m2停止计数，则可得到电机的转速图4.1 m/t法检测转速原理图(rpm)(4.1 )60 fm n =16 pm2式中fc-高频计数脉冲信号的频率，本系统中为 80c196kc内定时器t1的时钟信号，由于采用1 6mhz晶振，fc=1mhz;p-光电脉冲编码器每转输出的脉冲数，p=60016 倍频次数。将fc和p的参数代入上式，得n = 6250 1(4.2)

25、m2转速脉冲信号被送到 80c196kc的hsi0引起上升沿中断，此时开始定时 t0,同时记下计数器 t1的值，t2开始对hsi1接收到的转速脉冲计数，并关闭 hsi0中断。当定时t0到时，开启hsi0 中断，停止回计数，等待hsi0的上升沿。当上升沿到来时，读取计数器 t1的值，计算两次计数器t1的差值得到高频脉冲数 m2 ,这样就完成了一次转速测量周期。由此根据式(4.2)即可计算出当前电机的转速。下面介绍一下如何在程序中具体实现。(1)因为要在软件定时器2的第一次中断中进行转速环的 pid计算，所以测速从这里开始。首先 允许hsi0中断，然后设hsi中断模式为每个脉冲的正跳变引起中断。(

26、2)转速脉冲引起hsi0中断，如果是第一次中断则记下当前时间作起始时间st,设软件定时器1中断时间t0,关hsi0中断，启动hsi数据有效对mb计数；如果是第二次中断则把当前的时间作为 结束时间ft。(3)启动hsi数据有效中断后，每一个转速脉冲的上升沿都会引起hsi数据有效中断，在每一次hsi数据有效中断程序中，让计数变量 日增加1。! hsi0中断 )记下当前时间 作为初始时间设软件计时器1中断时间关hsi0 中断启动his数据有 效中断图4.2 hsi0中断/his数据有效中断（4）过了 t0时间后，软件定时器1产生中断。在中断程序中开 hsi0中断（允许hsi0中断），关 hsi数据有

27、效中断（停止对mi计数）。见图4.2（5）下一个转速脉冲来时，就引起 hsi0中断。这个中断是第二次 hsi0中断，把当前的时间作为 结束时间ft。见图4.2然后用公式（4.2）计算转速。至此，转速测量结束。软件定时中断软彳牛定时器。中断读给定速度软件定时器1中断转换为 码软件定时器2中断启动白转 换测电流值设h1 j中断模式读实测速度,第一次中断开“*n中断允许中断实测速度转 换为 口码“中断关日数据有效中断显示给定速度查表计算1值显示实测速度上第三次中断启动一【转 换测给定电流电流 11计算返回速度11计算电流pid计算设置测速定时时间到位标志2.2 显示模块的软件设计显示部分的程序是采用

28、软件定时中断来完成的，多少时间显示一次可在软件中设定。图 4.3是 软件定时中断子程序。pid计算也是在软件定时中断子程序中完成的。2.3 触发脉冲的软件设计本系统中，用定时器1作为hso的时间基准，触发角和脉宽的控制都是靠hso的定时功能来实现的。定时器1在系统中作实时时钟用，其时钟信号来自内部的时钟发生电，每 8个状态周期计 数加1, 80c196kc的状态周期由振荡器信号 2分频后获得，采用 16mhz晶振，其状态周期为 125ns。这时hso的时间分辨力，也就是定时器1的时间分辨力为l n s。那么，1o所对应的计数器1的计数值为20mso360/1s=500 9=55.56/(4.3

29、)把触发角和脉宽所对应的计数值，写入 hso时间寄存器，靠hso的定时功能来控制角度的大 小。(1)同步中断子程序为了可靠触发三相全桥 6只晶闸管，该控制系统使用了双脉冲触发信号，一个周期共需输出24个hso信号，包括hso上升沿和下降沿。因为hso cam只能存储8个hso事件，考虑到软件定 时器对hso cam的占用情况，我们把24个触发时刻分为4组，每组6个触发时刻，分别由同步中 断与hso中断产生。同步中断由同步中断模块在交流同步信号过零时刻引起(extinti)。同步中断服务程序的主要任务是复位计数基准 t2,产生a, b, c, d,巳f时刻的hso输出信号，允 许hso中断，置a

30、, b, c, d,巳 f输出结束标志，在f时刻产生hso中断。其控制流程图 如图4.5所示。图4.5同步中断服务程序流程图(2 ) hso中断服务程序流程hso中断分别由f, l, r时刻的hso输出命令引起。hso中断服务程序的主要任务就是根据 状态标志位产生不同组的hso输出信号，并置相应状态标志位。其控制流程图如图4.6所示。置，卜输出结束标志位f c 口-_=_置温输出 结束标志位一图4.6 hso中断服务程序流程图2.4 主程序的设计主程序功能是初始化常量和变量，开中断，给一些寄存器设值等。图4.7是主程序的流程图。4.7主程序的流程图3主电路设计与参数计算电动机的额定电压为 11

31、0v,为保证供电质量，应采用三相减压变压器将电源电压降低；为避免三次谐波电动势的不良影响，三次谐波电流对电源的干扰，主变压器采用 d/y联结。3.1 整流变压器的设计工业供电电压为 ac 380v,而电动机的额定电压为 110v,所以必须通过降压变压器使之达到系 统要求。本设计采用的是直流电机，故还须通过整流电路使之变成连续的直流电压。3.1.1 变压器二次侧电压u2的计算u2是一个重要的参数，选择过低就会无法保证输出额定电压。选择过大又会造成延迟角口加u2大，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。一般可按下式计算，即：(5.1 )式中a-理想情况下，3=0。时整流电压ud0与二次电压u2之比

32、，即a = ud0/u2;b-延迟角为a时输出电压ud与ud0之比，即b=ud /ud0电网波动系数；11.2 考虑各种因数的安全系数；表查可得 a=2.34 ;取 0.9; 0(角考虑10裕量，则 b= cos a =0.985110则 u 2 = (1 1 1.2)，取 u2 =120v。2.34 0.9 0.985电压比 k=u/u2=380/120=3.17。1.1.2 一次、二次相电流11、i2的计算表查可得 ku =0.816, ki2=0.8161.05k, ji1 一 u 1.05 0.816 46a/3.17 =12.43a ki2 =k121d = 0.816 46a =3

33、7.536a1.1.3 变压器容量的计算s1=mui 1;s2=mui 2；s=1/2(s1+8);式中m、m2-次侧与二次侧绕组的相数；s1=mui1=3x 380x 12.43=14.1702 kvas2=mul2=3x 120x 37.536=13.51296 kvas=1/2(s1+8)=1/2 (14.1702+13.51296) =13.84158 kva3.2 晶闸管元件的选择整流电路采用晶闸管全控桥电路。由于它具有单向导电性，不允许电流反向，对过电压过电流 敏感，在低速运行时，导通角很小等缺点。结合课题提供的参数，选择适当的晶闸管型号是十分重 要的。3.2.1 晶闸管的额定电压

34、晶闸管实际承受的最大峰值电压 utm,乘以(23)倍的安全裕量，参照标准电压等级，即可确定晶闸管的额定电压utn ,即utn = ( 23) utm ,整流电路形式为三相全控桥，而utm =76u2 ,则 utn =(2 l3)宕m120v =88 882 v ,取 utn =800v3.2.2 晶闸管的额定电流选择晶闸管额定电流的原则是必须使管子允许通过的额定电流有效值大于实际流过管子电流最大有效值，即it(av) = ki db ,考虑(1.52)倍的裕量式中k -电流计算系数。此外，还需注意以下几点：当周围环境温度超过+40c时，应降低元件的额定电流值。当元件的冷却条件低于标准要求时，也

35、应降低元件的额定电流值。关键、重大设备，电流裕量可适当选大些。由表查得k=0.368,考虑1.52倍的裕量it(av) =(1.5l2)m0.368m1.2父46 = 30.47_ 40.63a,取 1 t (av ) = 49a故选晶闸管的型号为kp49-8。3.3 直流调速系统的保护晶闸管有换相方便，无噪音的优点。设计晶闸管电路除了正确的选择晶闸管的额定电压、额定 电流等参数外，还必须采取必要的过电压、过电流保护措施。正确的保护是晶闸管装置能否可靠地 正常运行。3.3.1过电压保护不能从根本上消除过电压的根源，只能设法将过电压的幅值抑制到安全限度之内，这是过电压 保护的基本思想。抑制过电压

36、的方法不外乎三种：用非线性元件限制过电压的幅度；用电阻消耗产 生过电压的能量；用储能元件吸收产生过电压的能量。实用中常视需要在电路的不同部位选用不同 的方法，或者在同一部位同时用两种不同保护方法。以过电压保护的部位来分，有交流侧过压保 护、直流侧过电压保护和器件两端的过电压保护三种。(1)交流侧过电压保护本设计采用阻容保护，如5.1所示。图5.1交流侧保护电路s=13.84158kvau=120vc 6 iem s/ u2 2= 6 x 12x 13842/1202=69.2 口选取70旷的铝电解电容器。2 _23r x 2.3 u 2 /s = x2.3 x 120 /13.84158 x

37、10 =9.37 q选取电阻为zb1-10的电阻。(2)直流侧过电压保护直流侧保护可采用与交流侧保护相同的方法，可采用阻容保护和压敏电阻保护。但采用阻容保 护易影响系统的快速性，因此，二般不采用阻容保护，而只用压敏电阻作过电压保护。4u1ma = (1.8-2.2 ) udc=(1.8- 2.2) x110=198-242v选my31-230/5型压敏电阻。允许偏差+10% (253功。(3)晶闸管及整流二极管两端的过电压保护抑制晶闸管关断过电压一般采用在晶闸管两端并联阻容保护电路方法。电容耐压可选加在晶闸 管两端工作电压峰值 的1.11.15倍。得 c=0.1 f,r=10oqo选r为0.2科f的czjd-2型金属化纸介质电容器。pr=fcum2 x 1