在直流调速系统中，我们采用的是晶闸管-电动机调速系统(简称V-M系统)的原理图如图3-1所示。它通过调节处罚装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整流电压Ud，从而实现平滑调速。与旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，晶闸整流装置不仅在经济性和可靠性上都很大提高，而且在技术性能上也显现出较大的优越性。
图3-1 晶闸管-电动机调速系统
对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，根据晶闸管的特性，可以通过调节控制角α大小来调节电压。当整流负载容量较大或直流电压脉动较小时应采用三相整流电路，其交流侧由三相电源供电。三相整流电路中又分三相半波和全控桥整流电路，因为三相半波整流电路在其变压器的二次侧含有直流分量，故本设计采用了三相全控桥整流电路来供电，
该电路是目前应用最广泛的整流电路，输出电压波动小，适 图3-1 V-M 系统原理
合直流电动机的负载，并且该电路组成的调速装置调节范围广，能实现电动机连续、平滑地转速调节、电动机不可逆运行等技术要求。
图3-2 主电路原理图
三相全控制整流电路由晶闸管VT1、VT3、VT5接成共阴极组，晶闸管VT4、VT6、VT2接成共阳极组，在电路控制下，只有接在电路共阴极组中电位为最高又同时输入触发脉冲的晶闸管，以及接在电路共阳极组中电位最低而同时输入触发脉冲的晶闸管，同时导通时，才构成完整的整流电路。
为了使元件免受在突发情况下超过其所承受的电压电流的侵害，在三相交流电路的交、直流侧及三相桥式整流电路中晶闸管中电路保护有电压、电流保护。一般保护有快速熔断器，压敏电阻，阻容式。 主电路的设计
1.变流变压器的设计
一般情况下，晶闸管变流装置所要求的交流供电电压与电网电压是不一致的，所以需要变流变压器，通过变压器进行电压变换，并使装置于电网隔离，减少电网于晶闸管变流装置的互相干扰。
这里选项用的变压器的一次侧绕组采用△联接，二次侧绕组采用Y联接。S为整流变压器的总容量，S为变压器一次侧的容
U1为一次侧电压, I1为一次侧电流, S2为变压器二次侧的容量，
量，U2为二次侧电压，I2为二次侧的电流，m1、m2为相数。 为了保证负载能正常工作，当主电路的接线形式和负载要求的额定电压确定之后，晶闸管交流侧的电压U2只能在一个较小的范围内变化，为此必须精确计算整流变压器次级电压U2。
影响U2值的因素有：
(1)U2值的大小首先要保证满足负载所需求的最大电流值
的Idmax。
(2)晶闸管并非是理想的可控开关元件，导通时有一定的
管压降，用VT表示。
(3)变压器漏抗的存在会产生换相压降。
(4)平波电抗器有一定的直流电阻，当电流流经该电阻时
就要产生一定的电压降。
(5)电枢电阻的压降。
综合以上因素得到的U2精确表达式为：
UN[1?ra(U2?
式（3-1）
Ud0Ud?UA?B?式中 N为电动机额定电压； ； U 及C见U2d0INR??表1-1；r a
NIN为电动U及额定电流，R?为电动机电枢电路总电阻；nUT表
Idmax?1)]?nUTIdCUK%IdmaxA[?B??]100Id
示主电路中电流经过几个串联晶闸管的管压降；?为电网电压波动系数，通常取0.9?1.05，供电质量较差，电压波动较大的情况?应取较小值；
UK%为变压器的短路电压百分比，100千伏安以下的变压器
UK%?5?10；Idmax-- I器取UK%?5，100～1000千伏安的变压dm取ax??IdN,?表示允许过载倍数。负载电流最大值；Idmax??IdN所以
U2也可以用下述简化公式计算
UaUaU2=（1.0-1.2）A?B 或 U2=（1.2-1.5）A
其中，系数（1.0-1.2）和（1.2-1.5）为考虑各种因素的安全系数，Ua为整流输出电压。
对于本设计：为了保证电动机负载能在额定转速下运转,计算所得U2应有一定的裕量,根据经验所知,公式中的控制角?
应取30o为宜。
??0.9，A?2.34，（其中
B?cos??cos30O?32，C?0.5,UK%?5，
A、B、C可以查表3-1中三相全控桥），
ra?INR?6.5?3.7??0.11，?=1.5
220UN
表3-1 变流变压器的计算系数
带平衡单相单相单相半三相三相半三相全电抗器整流电路 双半全控控桥 半波 控桥 控桥 的双反波 桥 星形 A?Ud0/U2 0.9 0.9 0.9 1.17 2.34 2.34 1.17 1?cos?1?cos?B?Ud?/Ud0 cos? cos? cos? cos? cos? 22 C 0.707 0.707 0.707 0.866 0.5 0.5 0.5 KI2?I2/Id 0.707 1 1 0.578 0.816 0.816 0.289 把已知条件代入式（3-1）可得结果：
IUN[1?ra(dmax?1)]?nUTIdU2?CUK%IdmaxA[?B??]100Id
220?1?0.11?1.5?1???2?1==128.854V
??30.5?5%2.34?0.9???1.5?2100??
根据主电路的不同接线方式，有表3-1查的KI2?I2/Id，即
可得二次侧电流的有效值I2?Id?KI2，从而求出变压器二次侧容量S2?m2U2I2。而一次相电流有效值I1?I2/?U1/U2?，所以一次侧容量 S1?S2?m2U2I2。一次相电压有效值U1取决于电网电压，所以变流变压器的平均容量为
S?1(S1?S2)?m2U2I22
对于本设计KI2?0.816 , m2=3 ，
I2?Id?KI2=??IN?KI2?1.5?6.5?0.816?7.956A
S?
设计时留取一定的裕量，可以取容量为4KV?A的整流变压器。 2. 整流元件晶闸管的选择
选择晶闸管元件主要是选择它的额定电压UTM 和额定电流
1(S1?S2)?m2U2I2?3?128.54?7.956?3.067KVA2IT(AV)
对于本设计采用的是三相桥式整流电路，晶闸管按1至6的
顺序导通，在阻感负载中晶闸管承受的最大电压
URM?6U2?2.45U2， 而考虑到电网电压的波动和操作过电压等因素，还要放宽2～3倍的安全系数，则晶闸管额定电压UTM计算结果：
UTM?(2~3)URM?(2~3)?2.45?128.85?631~947V 取
940V 。
I晶闸管额定电流T(AV)的有效值大于流过元件实际电流的最大有效值。一般取按此原则所得计算结果的1.5～2倍。
已知 Idmax??IN?1.5?6.5?9.75A
IVT?13Idmax? 5.63A