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1 设计方案论证电流环调节器方案一，采用PID调节器，PID调节器是最理想的调节器，能够平滑快速调速，但在实际应用过程中存在微分冲击，将对电机产生较大的冲击作用，一般要小心使用。
方案二，采用PI调节器，PI调节器能够做到无静差调节，且电路较PID调节器简单，故采用方案二。
转速环调节器方案一，采用PID调节器，PID调节器是最理想的调节器，能够平滑快速调速，但在实际应用过程中存在微分冲击，将对电机产生较大的冲击作用，一般要小心使用。
方案二，采用PI调节器，PI调节器能够做到无静差调节，且电路较PID调节器简单，故采用方案二。
2双闭环调速控制系统电路设计及其原理综述随着现代工业的开展，在调速领域中，双闭环控制的理念已经得到了越来越广泛的认同与应用。
相对于单闭环系统中不能随心所欲地控制电流和转矩的动态过程的弱点。
双闭环控制那么很好的弥补了他的这一缺陷。
双闭环控制可实现转速和电流两种负反应的分别作用，从而获得良好的静，动态性能。
其良好的动态性能主要表达在其抗负载扰动以及抗电网电压扰动之上。
正由于双闭环调速的众多优点，所以在此有必要对其最优化设计进展深入的探讨和研究。
本次课程设计目的就是旨在对双闭环进展最优化的设计。
整流电路本次课程设计的整流主电路采用的是三相桥式全控整流电路，它可看成是由一组共阴接法和另一组共阳接法的三相半波可控整流电路串联而成。
共阴极组VT1、VT3和VT5在正半周导电，流经变压器的电流为正向电流；共阳极组VT2、VT4和VT6在负半周导电，流经变压器的电流为反向电流。
变压器每相绕组在正负半周都有电流流过，因此，变压器绕组中没有直流磁通势，同时也提高了变压器绕组的利用率。
三相桥式全控整流电路多用于直流电动机或要求实现有源逆变的负载。
为使负载电流连续平滑，有利于直流电动机换向及减小火花，以改善电动机的机械特性，一般要串入电感量足够大的平波电抗器，这就等同于含有反电动势的大电感负载。
三相桥式全控整流电路的工作原理是当a=0°时的工作情况。
《电力电子技术》课程设计报告题目：10kw直流电动机不可逆调速系统院（系）：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：2013年6月8日至2013年 6 月21日华中科技大学武昌分校制《电力电子技术》课程设计任务书三、原始资料主电路选择与参数计算（1）主电路选择原则（2）参数计算包括：➢整流变压器的参数计算➢整流晶闸管的型号选择➢保护电路元件参数计算➢平波电抗器电感量计算励磁电路设计重点说明（1）励磁电路选择原则.（2）励磁电路设计时要遵循先加励磁后加电枢电压的原则，同时要设有弱磁保护。
（3）参数计算包括：➢整流二极管的参数计算➢弱磁保护元件选择触发电路设计重点说明（1）为使线路简单，工作可靠，装置体积小，要求选用KJ004组成的六脉冲集成触发电路。
（2）设计说明包括：➢芯片关键引脚的作用➢KJ041输入输出脉冲关系图➢触发电路输出端与主电路晶闸管联接图系统总体设计框架目录1.课程设计目的 (1)2.课程设计要求 (1)2.1技术数据与要求 (1)2.2设计内容 (1)3.设计内容 (2)3.1调速系统方案的选择 (2)3.2主电路计算 (3)3.2.1整流变压器计算 (3)3.2.2晶闸管元件的额定电压 (4)3.2.3晶闸管保护环节的计算 (5)3.2.4电抗器的参数计算 (7)3.2.5 励磁电路元件的选择 (8)3.3触发电路的选择与校正 (8)4.设计总结 (9)5.参考文献 (10)附录 (11)1. 课程设计目的通过对直流电动机不可逆调速系统的设计，巩固和提高学过的电力电子技术、电机学的基础知识和专业知识，提高运用所学的知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力，培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能。
2. 课程设计要求2.1技术数据与要求技术数据：直流电动机：型号：713-Z ；额定功率kW P N 10=；额定电压V U N 220=；额定电流A I N 55=；转速min 1000r n N =；极数42=p ；电枢电阻Ω=5.0a R ；电枢电感mH L D 7=；励磁电压V U L 220=；励磁电流A I L 6.1=。
基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计基于PLC的直流电机调速系统设计毕业设计⽬录1.1 直流调速系统的发展史概述 (2)1.2 可编程控制器PLC (3)1.2.1 PLC的发展概述 (3)1.2.2 PLC的特点 (4)1.3 选题背景及论⽂主要内容 (5)1.3.1 选题背景 (5)1.3.2 论⽂的主要内容 (6)第 2 章直流调速系统 (7)2.1 调速系统的性能指标 (7)2.1.1 稳态性能指标 (8)2.1.2 动态指标 (9)2.2 PWM直流调速系统 (11)2.2.1 直流电动机的PWM控制原理 (11)2.2.2 PWM直流调速系统的组成 (12)2.2.3 PWM调速系统的主要参数 (18)2.3 双闭环直流脉宽调速系统 (20)2.3.1 电流、转速反馈环节 (20)2.3.2 设计中的调节器计算 (22)2.3.3 双闭环脉宽调速系统的起动过程 (26)第 3 章现代PLC控制技术 (28)3.1 PLC的组成和分类 (28)3.2 PLC的⼯作原理 (28)3.3 PLC电机控制系统设计的基本内容和步骤 (30)3.3.1 PLC的硬件设计的⼀般步骤 (30)3.3.2 PLC软件设计的⼀般步骤 (31)3.3.3 设计中⽤到的模块 (32)第 4 章基于PLC的直流电机调速系统设计 (34)4.1 设计任务 (34)4.2 脉宽调制系统特有部分设计 (34)4.3 PLC硬件设计 (35)4.4 PLC 软件设计 (37)结束语 (40)致谢 (41)参考⽂献（主要及公开发表的⽂献） (2)附录 (4)第 1 章引⾔传统直流电动机双闭环调速系统采⽤的是继电器控制，加PI 调节器及校正装置，实现控制系统稳定运⾏。
但由于继电器，集成运算放⼤器，电⽓元件的⽼化易出故障⽽损坏，⽽且结线复杂，使其⼯作可靠性较差。
采⽤ PLC 设计的直流电动机双闭环调速系统能有效地克服上述缺点，并且具有结构简单，调试修改参数⽅便，⼯作可靠，性能价格⽐较⾼的优点。
直流电机调速系统设计开题报告1. 背景直流电机调速系统广泛应用于工业生产和家用电器领域，用于控制转速和转矩。
在工业自动化生产线中，直流电机调速系统能够有效控制生产过程中的加工、输送和分拣等环节，提高生产效率和质量。
而在家用电器中，直流电机调速系统可以用于风扇、洗衣机、电动车等设备，实现电机转速的调节，提供更好的使用体验。
直流电机调速系统的设计需要考虑电机的性能要求、电路设计、控制算法和系统可靠性等方面的问题。
本开题报告将以直流电机调速系统的设计为基础，分析相关参数的选择、电路设计和控制策略的优化，为后续的系统设计提供指导和建议。
2. 分析2.1 直流电机的特点直流电机是一种将直流电能转化为机械能的装置，具有以下特点：•转速范围广：直流电机可以在较宽的转速范围内工作，通常转速可以由几十转/分钟到几千转/分钟变化。
•转矩可调：通过改变电机的励磁电流或电源电压，可以实现电机转矩的调节。
•响应快速：直流电机具有较快的响应速度，能够快速适应负载变化。
2.2 直流电机调速系统的参数选择在设计直流电机调速系统时，需要选择合适的参数以满足系统的性能要求。
以下是一些常见的参数选择和考虑的因素：•电机参数：包括额定电压、额定功率、额定转速等。
根据实际需求选择合适的电机参数。
•传感器选择：选择合适的速度、转矩传感器以获得准确的反馈信号，用于控制系统。
•控制算法选择：根据实际需求选择合适的控制算法，常见的有PID控制、模糊控制、神经网络控制等。
•电路设计：设计适当的电路用于控制电机的电流和电压，以实现期望的调速效果。
•保护系统设计：设计过流、过载和过热保护系统，保证电机的安全运行。
2.3 直流电机调速系统的控制策略优化直流电机调速系统的控制策略可以通过优化控制算法和参数来提高系统的性能。
•PID控制算法优化：调整PID控制器的比例、积分和微分参数，使得系统响应更加平稳、快速，并减小超调量和稳定误差。
•软件调速算法：通过改变调速策略、动态响应和控制算法的实现方式，将调速算法的性能最大化。
晶闸管整流直流电动机调速系统设计概述：许多机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能。
而直流调速系统调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能，在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。
双闭环直流调速系统是直流调速控制系统中发展得最为成熟，应用最广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
本此设计主要：就是针对直流调速装置，利用晶闸管相控整流技术，结合集成触发器芯片和调节器，组成晶闸管相控整流直流电动机调速系统，主要应用的芯片是TCA785集成移相触发控制芯片，实现调速系统。
同时设计出完整的电气原理图，将分别介绍各个模块的构成原理和使用方法。
关键词：双闭环直流调速晶闸管相控1 设计意义及要求1.1 设计意义电力电子装置是以满足用电要求为目标，以电半导器件为核心，通过合理的电路拓扑和控制方式，采用相关的应用技术对电能实现变换和控制装置。
通过此次课程设计要求学会电力电子装置的设计，能够利用相控整流装置对直流电动机进行调速系统的设计。
1.2 设计要求本次课程设计的题目是晶闸管相控整流直流电动机调速系统设计。
已知直流电动机参数：N P =3KW ，N U =220V ，N I =17.5A ，N n =1500min r 。
要求采用集成触发器及调节器构成转速电流闭环的直流调速系统。
设计绘制该系统的原理图，并计算晶闸管的额定电压和额定电流。
2 系统电路设计根据设计的要求，可将设计分为两大部分，一是主电路及系统原理图，二是控制电路，系统原理图部分我们采用的是三相全控整流装置，在这里我们使用三个TCA785芯片以便满足设计的要求，同时要加入转速电流双闭环系统，更好的实现调速的要求，达到稳定的速度效果。
电路原理总图见附录。
2.1 系统主电路 晶闸管相控整流电路有单相、三相、全控、半控等，调速系统一般采用三相桥式全控整流电路，如图1所示。
晶闸管直流电动机调速系统设计目录1设计概述 (1)1.1 设计意义及要求 (1)1.2 方案分析 (1)1.2.1 可逆调速方案 (1)1.2.2 控制方案的选择 (2)2主电路的设计与分析 (3)2.1 整流电路 (3)2.2 斩波调速电路 (4)3控制电路的设计与分析 (5)3.1 触发电路的设计与分析 (6)3.2脉宽调制（PWM）控制的设计与分析 (6)3.2.1 欠压锁定功能 (7)3.2.2系统的故障关闭功能 (7)3.2.3软起动功能 (7)3.2.4 波形的产生及控制方式分析 (8)3.3 延时、驱动电路的设计 (8)3.4 ASR和ACR调节器设计 (9)3.4.1 ASR（速度调节器） (9)3.4.2 ACR（电流调节器） (10)结束语 (12)参考文献 (12)附录 (13)晶闸管直流电动机调速系统设计1设计概述1.1 设计意义及要求有许多生产机械要求电动机既能正转，又能反转，而且常常还需要快速地起动和制动，这就需要电力拖动系统具有四象限运行的特性，也就是说，需要可逆的调速系统。
改变电枢电压的极性，或改变励磁磁通的方向，都能够改变直流电机的旋转方向。
当电机采用电力电子装置供电时，由于电力电子器件的单向导电性，需要专用的可逆电力电子装置和自动控制系统1.2 方案分析1.2.1 可逆调速方案使电机能够四象限运行的方法有很多，可以改变直流电机电枢两端电压的方向，可以改变直流电机励磁电流的方向等等，即电枢电压反接法和电枢励磁反接法。
电枢励磁反接方法需要的晶闸管功率小，适用于被控电机容量很小的情况，励磁电路中需要串接很大的电感，调速时，电机响应速度较慢且需要设计很复杂的电路，故在设计中不采用这种方式。
电枢电压反接法可以应用在电机容量很的情况下，且控制电路相对简单电枢反接反向过程很快，在实际应用中常常采用，本设计中采用该方法。
电枢电压反接电路可以采用两组晶闸管反并联的方式，两组晶闸管分别由不同的驱动电路驱动，可以做到互不干扰。
直流电动机双闭环调速系统课程设计一、引言直流电动机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产和日常生活中。
在实际应用中，为了满足不同的工作要求，需要对电动机进行调速。
传统的电动机调速方法是通过改变电源电压或者改变电动机的极数来实现，但这种方法存在调速范围小、调速精度低、调速响应慢等问题。
因此，现代工业中普遍采用电子调速技术，其中双闭环调速系统是一种常用的调速方案。
二、直流电动机双闭环调速系统的原理直流电动机双闭环调速系统由速度环和电流环组成。
速度环是通过测量电动机转速来控制电动机的转速，电流环是通过测量电动机电流来控制电动机的负载。
两个环路相互独立，但又相互联系，通过PID控制器对两个环路进行控制，实现电动机的精确调速。
三、直流电动机双闭环调速系统的设计1.硬件设计硬件设计包括电源模块、电机驱动模块、信号采集模块和控制模块。
其中电源模块提供电源，电机驱动模块将电源转换为电机驱动信号，信号采集模块采集电机转速和电流信号，控制模块根据采集到的信号进行PID控制。
2.软件设计软件设计包括PID控制器设计和程序编写。
PID控制器是直流电动机双闭环调速系统的核心，其作用是根据采集到的信号计算出控制量，控制电机的转速和负载。
程序编写是将PID控制器的计算结果转换为电机驱动信号，实现电机的精确调速。
四、直流电动机双闭环调速系统的实现1.电路连接将电源模块、电机驱动模块、信号采集模块和控制模块按照设计要求连接起来。
2.参数设置根据电机的参数和工作要求，设置PID控制器的参数，包括比例系数、积分系数和微分系数等。
3.程序编写根据PID控制器的计算结果，编写程序将其转换为电机驱动信号，实现电机的精确调速。
五、直流电动机双闭环调速系统的应用直流电动机双闭环调速系统广泛应用于工业生产和日常生活中，如机床、风机、水泵、电梯等。
其优点是调速范围广、调速精度高、调速响应快、负载能力强等。
六、总结直流电动机双闭环调速系统是一种常用的电子调速方案，其原理是通过速度环和电流环相互独立但相互联系的方式，通过PID控制器对两个环路进行控制，实现电动机的精确调速。
直流电机PWM调速控制系统设计一、引言直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于工业生产中的机械传动系统。
为了实现对直流电机的调速控制，可以采用PWM（脉宽调制）技术。
PWM调速控制系统通过控制脉冲宽度的变化来调整输出信号的平均电压，从而改变电机的转速。
本文将详细介绍直流电机PWM调速控制系统的设计原理、电路设计和控制算法等方面。
二、设计原理1、PWM调制原理PWM调制是一种通过改变脉冲宽度来控制平均电压的技术。
在PWM调速控制系统中，主要是通过改变脉冲的占空比来改变输出信号的平均电压，从而调整电机的转速。
2、直流电机调速原理直流电机的转速与电源电压成正比，转速调节的基本原理是改变电机的供电电压。
在PWM调速控制系统中，通过改变PWM信号的占空比，即每个周期高电平的时间占总周期时间的比例，来改变电机的供电电压，从而控制电机的转速。
三、电路设计1、输入电源电压变换电路为了适应不同的输入电源电压，需要设计输入电源电压变换电路。
该电路的功能是将输入电源电压通过变压器等元件进行变压或变换，使其适应电机的工作电压要求。
2、PWM信号发生电路PWM信号发生电路主要是负责产生PWM信号。
常用的PWM信号发生电路有555定时器电路和单片机控制电路等。
3、驱动电路驱动电路用于控制电机的供电电压。
常见的驱动电路有晶闸管调压电路、MOSFET驱动电路等。
通过改变驱动电路的控制信号，可以改变电机的转速。
四、控制算法在PWM调速控制系统中，需要设计相应的控制算法，来根据系统输入和输出变量进行调速控制。
常见的控制算法有PID控制算法等。
PID控制算法是一种经典的控制算法，通过对系统的误差、误差变化率和误差积分进行综合调节，来控制输出变量。
在PWM调速控制系统中，可以根据电机的转速反馈信号和设定转速信号，计算出误差，并根据PID 控制算法调节PWM信号的占空比，从而实现对电机转速的精确控制。
五、系统实现根据上述设计原理、电路设计和控制算法，可以实现直流电机PWM调速控制系统的设计。
直流电机PWM调速系统的设计与仿真一、引言直流电机是电力传动中最常用的一种电动机，具有调速范围广、响应快、结构简单等优点。
而PWM（脉宽调制）技术是一种有效的电机调速方法，可以通过改变占空比控制电机的转速。
本文将介绍直流电机PWM调速系统的设计与仿真，包括建模分析、控制策略、电路设计和仿真实验等内容。
二、建模分析1.直流电机的模型直流电机的数学模型包括电动势方程和电机转矩方程。
电动势方程描述电机的输出电动势与供电电压之间的关系，转矩方程描述电机的输出转矩与电机转速之间的关系。
2.PWM调速系统的控制策略PWM调速系统的控制策略主要包括PID控制和模糊控制两种方法。
PID控制是一种经典的控制方法，通过比较实际输出与期望输出，计算出控制量来调整系统。
模糊控制则是一种基于模糊逻辑的控制方法，通过模糊推理，将输入量映射为输出量。
三、电路设计1.电机驱动电路设计电机驱动电路主要由电流传感器、逆变器和滤波器组成。
电流传感器用于测量电机的电流，逆变器将直流电压转换为交流电压，滤波器用于消除电压中的高频噪声。
2.控制电路设计控制电路主要由控制器、比较器和PWM信号发生器组成。
控制器接收电机转速的反馈信号，并与期望转速进行比较，计算出控制量。
比较器将控制量与三角波进行比较，生成PWM信号。
PWM信号发生器将PWM信号转换为对应的脉宽调制信号。
四、仿真实验1.系统建模与参数设置根据直流电机的模型，建立MATLAB/Simulink仿真模型，并根据实际参数设置电机的转矩常数、转矩常数、电机阻抗等参数。
2.控制策略实现使用PID控制和模糊控制两种方法实现PWM调速系统的控制策略。
通过调节控制参数，比较不同控制方法在系统响应速度和稳定性上的差异。
3.仿真实验结果分析通过仿真实验，分析系统的静态误差、动态响应和稳定性等性能指标。
比较不同控制方法的优缺点，选择合适的控制方法。
五、结论本文介绍了直流电机PWM调速系统的设计与仿真，包括建模分析、控制策略、电路设计和仿真实验等内容。
概述 (2)1 设计任务与分析 (3)1.1 任务要求 (3)1.2 任务分析 (3)2方案选择及论证 (4)2.1 三相可控整流电路的选择 (4)2.2 触发电路的选择 (4)2.3 电力电子器件的缓冲电路 (5)2.4 电力电子器件的保护电路 (5)3主电路设计 (7)3.1 整流变压器计算 (7)3.1.1 U2的计算 (7)3.1.2一次侧和二次侧相电流I1和I2的计算 (8)3.1.3变压器的容量计算 (8)3.2 晶闸管元件的参数计算 (9)3.2.1晶闸管的额定电压 (9)3.2.2晶闸管的额定电流 (9)3.3 电力电子电路保护环节 (10)3.3.1交流侧过电压保护 (10)3.3.2直流侧过电压保护 (11)3.3.3晶闸管两端的过电压保护 (11)3.3.4过电流保护 (11)4触发电路设计 (11)4.1 触发电路主电路设计 (11)4.2 触发电路的直流电源 (13)5电气原理图 (14)小结与体会 (15)参考文献 (16)附录 (16)直流电动机具有良好的起动和制动性能，广泛应用于机械、纺织、冶金、化工、轻工等工业系统。
随着电力电子技术的发展，晶闸管在直流电动机的调速系统中得到广泛应用。
晶闸管直流电动机调速系统，可实现电动机的无级调速，具有调节范围宽，控制精度高，使用寿命长、成本低等优点。
正确掌握晶闸管直流电动机调速系统的设计方法，对系统的可靠运行及应用有重大意义。
本设计以晶闸管直流电动机调速装置为主，介绍了系统的各个部件的组成及主要器件的参数计算。
调速装置以可控整流电路作为直流电源，把交流电变换成大小可调的单一方向直流电。
通过改变触发电路所提供的触发脉冲送出的早晚来改变直流电压的平均值。
关键词：可控整流晶闸管触发电路保护电路直流电动机调速系统设计1 设计任务与分析1.1 任务要求初始条件：输入交流电源：三相380V，频率50Hz。
要求完成的主要任务:设计直流电动机采用调压方式的调速可控整流电源，要求达到：1、采用晶闸管可控整流电路。
2、直流输出0～100V，直流输出额定电流50A。
3、设计出完整的调压调速电路。
4、完成总电路设计和晶闸管额定电压和电流设计。
1.2 任务分析无论直流电机还是交流电机，在改变他们的输入电压时，电机的转速将随之改变，调节电机的输入电压控制电机转速，称为调压调速。
调压和调速系统的差异就是所控制的对象和目标不一样。
直流电动机调速系统框图如图1所示。
由图可知，本系统由给定电压、触发电路、晶闸管整流等环节组成。
直流电动机的调速采用开环工作方式，调节给定电压，即可调节触发电路的控制电压，从而调节晶闸管的触发角，实现调相调压，控制电动机的转速。
电动机的转速由外部给定的电压决定，实现了电动机的调压调速。
图1 直流电动机调速系统框图2 方案选择及论证2.1 三相可控整流电路的选择当整流负载容量较大，或要求直流电压脉动较小时，应采用三相整流，其交流侧由三相电源供电。
三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路。
三相半波可控电路结构简单，所用的元器件少，触发电路简单。
但整流输出电压脉动大，变压器二次侧电流中含有直流分量，造成变压器铁芯直流磁化。
为使变压器铁芯不饱和，需增大铁芯截面积，增大设备的容量。
并且要求晶闸管耐压高，需要平波电抗器容量大。
而三相桥式整流电路整流输出电压脉动小，对平波电抗器的要求低，变压器二次绕组电流中没有直流分量、利用率高。
但需要的整流器件多，触发电路也比较复杂，主要应用于要求较高的场合。
由于直流电动机的容量较大，又要求电流的脉动小，故选用三相全控桥式整流电路。
电动机额定电压为100V，为保证供电质量，应采用三相降压变压器,将电源电压降低，为避三次谐波电动势的不良影响，主变压器采用Δ/Y接法。
2.2 触发电路的选择晶闸管触发电路以前是由分立元件构成的，它的控制精度差，可靠性低，不便于维修，因此，现在常用集成化的晶闸管触发电路。
集成电路具有移相线性好、移相范围宽、温漂小、可靠性高、相位不均衡度小等优点。
本系统采用KJ004J 和KJ041组成六路双脉冲移相触发电路，其优点是体积小、性能稳定，移相范围可达170°，广泛应用于各种晶闸管触发电路中。
TC787和TC788是采用独有的先进IC工艺技术，并参照国外最新集成移相触发集成电路而设计的单片集成电路。
它可单电源工作，亦可双电源工作，主要适用于三相晶闸管移相触发和三相功率晶体管脉宽调制电路，以构成多种交流调速和变流装置。
它们是目前国内市场上广泛流行的TCA785及KJ(或KC)系列移相触发集成电路的换代产品，与TCA785及KJ(或KC)系列集成电路相比，具有功耗小、功能强、输入阻抗高、抗干扰性能好、移相范围宽、外接元件少等优点，而且装调简便、使用可靠，只需一只这样的集成电路，就可完成3只TCA785与1只KJ041、1只KJ042或5只KJ(3只KJ004、1 只KJ041、1只KJ042)(或KC)系列器件组合才能具有的三相移相功能。
因此本系统采用TC787集成电路，实现六路晶闸管的触发控制。
2.3 电力电子器件的缓冲电路用于电能变换的电力半导体器件绝大多数工作在开关工作模式，开关损耗是影响其正常运行的重要因素。
在硬开关工作方式下，增加缓冲电路是正确使用器件的有效措施，其主要作用是：抑制开关器件的、，改变开关轨迹，减少开关损耗，使之工作在安全工作区内。
由于缓冲电路对自关断器件的安全运行起着至关重要的作用，因此人们研究了多种缓冲电路。
开关器件在开通时，缓冲电路电感中储存有磁能，而开关器件关断时，关断缓冲电路中电容储存有电能，这些能量都以热的形式消耗在缓冲电路的电阻上。
在普通晶闸管的应用中，通常选用无极性缓冲电路。
在晶闸管回路中串入电感以抑制关断时瞬时过电压，并且防止因过大而引起的误触发。
采用GTO、BJT、IGBT等自关断器件时，由于它们的工作频率比SCR高得多，因此有必要采用有极性缓冲电路，以便加快电容或者电感的抑制作用。
应该指出，耗能式缓冲电路能够减小开关器件的开关损耗，是因为把开关损耗从器件本身转移至缓冲器内，然后再消耗在电阻上，也就是说，开关器件的损耗减少了，安全运行得到了保证，但总的开关损耗并不一定减少。
为了回收这部分能量，人们还研究出了各种馈能式缓冲电路，以减少实际的电能损耗。
但是由于整机体积的限制和附加元件的成本问题，使馈能式缓冲器推广应用受到了很大的限制。
2.4 电力电子器件的保护电路电力电子器件均有安全工作区的限制，也就是说都有电流、电压和瞬时功耗的极限值。
尽管在设计时会合理选择器件，但一些不可预见的故障会威胁到器件的安全，所以必须采取保护措施，主要包括：（1）过电流保护：为了防止桥臂中两个开关器件直通，通常对两个开关器件的驱动信号进行互锁并设置死区。
由于负载短路、元器件损坏等原因，电力电子装置会出现过电流或短路故障，应该在过载及短路时对装置进行保护。
（2）电流信号的检测：电流检测信号用于反馈控制及保护环节，要求取样可靠、准确。
电流信号的检测与传送对电力电子装置是一个很重要的环节。
电流信号检测的关键是正确选择和使用检测元件。
根据响应速度的快慢，电流检测元件可分为慢速型电流检测元件和快速型电流检测元件。
（3）输出过压保护：如果装置反馈环节出现问题，输出电压可能过高，影响负载的安全，此时应该采取封锁驱动信号的保护措施；但负载突变往往也会引起输出端电压短时变化，为了不出现误保护，过压保护一般应具有反延时特性，即过压越多，保护延时越短，反之则较长。
反延时的保护思想也适用于过流等保护。
输出过电压检测应该设置在输出端，输出是交流电压时可使用电压互感器（变压器）检测；输出是直流电压则可采用电阻分压或电压霍尔取样。
（4）输入瞬态电压抑制：交流电网上使用的用电设备由于受电磁感应、雷电天气的影响，常常会遭受瞬态高压的袭击，尤其在强烈的雷电发生时电网上瞬时产生数千伏高压是常有的事，其时间虽短，但它携带的能量足以在瞬间内损坏开关电源中的电子器件。
应付这种瞬态电压的方法很多，一种简单的方法是在交流线路间放置金属氧化物压敏电阻MOV，这种器件是一种可变电阻，当瞬态电压出现时，其阻值迅速地下降到最低值，将输入电压限制在安全范围内，让瞬态能量消耗在电阻体内。
选择这种器件必须遵守两条原则：一是MOV器件的额定电压应大于电源稳态最大工作电压的20%左右；二是应计算或估算电路可能遇到的瞬时冲击能量的大小以确定MOV器件吸收瞬态冲击电流的额定值，然后根据器件制造商提供的产品说明书选择合适的器件。
（5）输入欠压保护：如果输入电压过低，开关器件的工作电流将过大，可能超过其最大电流值而烧坏。
如果蓄电池过低压供电，放电电流必然过大，可能造成蓄电池永久损坏。
因此对有些装置需要设置欠压保护电路。
（6）过温保护：如果装置内部温度过高，可能是散热系统发生故障，也可能是严重过载，这样会威胁开关器件的安全，应该采取封锁驱动信号等保护措施。
温度检测可以采用不同温度等级的常开或常闭温度开关。
例如，70度的常闭温度开关是指：开关一般情况下闭合，温度达到或超过70度开关就断开。
（7）器件控制极保护：电力电子装置中所用的主开关器件以电压型开关器件占主导地位，它们的控制特性好，驱动功率小，但控制极比电流型开关器件容易损坏，应该注意控制极的保护。
此外，开关管控制极的状态会影响器件的耐压水平。
如BJT的基极反偏的集-射极击穿电压比基极开路时大的多。
因此，开关管断态时，控制极最好加上反偏压。
（8）自锁式保护电路：如果在电路发生故障时，封锁驱动信号，故障消失后，立即放开驱动信号，不一定能够对装置起到保护作用。
因为封锁了驱动信号，装置就停止运行，检测到的信号反映不出故障，装置可能会反复起、停，因此，对于短路等严重故障，应该采用自锁式保护电路。
保护电路的类型和控制方法比较多，应根据装置的特点和用户要求设计。
3主电路设计晶闸管调压调速电路如图2所示。
图2 调压调速主电路3.1 整流变压器计算3.1.1 U2的计算是一个重要参数，选择过低，无法保证输出额定电压。
选择过高，又会造成控制角加大，功率因数变坏，整流元件的耐压升高，增加了装置的成本。
在要求不高的场合或近似估算时，可用下式计算：ε=式中：——理想情况下，°时整流电压与二次侧电压之比，即，见附表；B ——控制角为α时，输出电压U d 与U d0之比，即B= U d /U d0，见附表1； ——电网波动系数，通常取；～——考虑各种因素的安全系数。
由附表查得：，取角考虑裕量：ε===⨯⨯取，变比：===3.1.2一次侧和二次侧相电流I1和I2的计算==式中：K I1、K I2——由附表1选取——变压器一次侧与二次侧匝数比。
