直流電機相對交流電機有調速性能優(yōu)良、調速方便、平滑、調速范圍廣等優(yōu)點，因此仍然廣泛應用于很多工業(yè)場合。直流調速主要有以下幾種方式：電樞串電阻調速、改變電樞電壓調速、PWM直流調整系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)、數(shù)字式直流調速系統(tǒng)和改變勵磁的恒功率調速。

直流電動機測試電源要根據(jù)直流電動機的試驗要求進行調壓試驗、輕載試驗、負載試驗和過載試驗，還要進行動態(tài)過程試驗等。這就要求其具有連續(xù)調壓、過流功能，并要求響應速度快。本篇文章將介紹大功率直流電動機測試電源設計。

電路設計

1整流電路計算

整流電路選用的是三相不控整流。這個電路的特點是簡單、快速，而且輸出波形能夠滿足逆變電路的要求。輸入整流濾波電路的主要作用是將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷?；此外，還要具有一定的輸出電壓保持能力，既能防止來自電網(wǎng)的干擾進入電源，又能防止電源產生的干擾。

二極管應當按照有效值選取，如下是計算過程。

整流輸出電壓Ud的波形在一個周期內波動6次，且脈動波形相同，因此：

U2為相電壓有效值，其值為220V。

P0為50kW，效率η取0.8，所以P0=UdId0.8，Id=P0/Ud0.8=122A。

流過整流二極管電流的有效值為：

而每只整流二極管承受的最大反壓為：

考慮到電網(wǎng)電壓的波動-10%～+10%，所以二極管最小參數(shù)應?。?/p>

IA（VT）=I（VT）1.1=78A

UFM=URM1.1=593V

所以，二極管額定參數(shù)為：200A、1200V。因此選擇的二極管型號為ZP200-ZL20螺栓型普通整流二極管。

2濾波電容計算

電源中工頻濾波器接在工頻整流與逆變電路之間，既能將脈動電流變?yōu)槠交闹绷?，還能抑制高頻干擾，尤其是變換中產生的高頻干擾。

濾波電容最好選用等效串聯(lián)電阻低且電容量大的電解電容，因為等效串聯(lián)電阻值對輸出脈動電壓值有直接影響。因此，為了減少等效串聯(lián)電阻，用4個電容串并聯(lián)，獲得所需的電容量電路。

電網(wǎng)電壓為380V，不考慮波動，空載直流電壓Ud0約為線電壓峰值540V。在帶負載時，電壓有所下降，電容電壓：

輸入電流Id，即高頻變壓器輸入電流125A。直流側電壓在帶負載時是脈動的，如圖2所示。最大電壓降△U按10%考慮。在T1區(qū)間內，電容C向負載放電，在T/6區(qū)間完成一個充放電周期。

假定在電容放電期間放電電流恒定，則：

由式（7）得

式中，Id為輸入電流125A；△U為電壓變化量（△U=Ud010%=54V）；T1為電容放電時間；Ud0為空載直流電壓540V；T為工頻交流電周期20ms；為工頻交流電角頻率），可得：

電容承受的線電壓峰值540V。

實際中，采用4個5600μF/400V的電解電容和2個大電阻并聯(lián)為一組，用2組串聯(lián)在一起組成濾波電容組。其電容量為5600μF。大于計算值，濾波效果滿足小于10%的要求。

因此，選擇DCMCE1669型電解電容，其規(guī)格為5600μF/400V。

由于電解電容不是理想的電容，它本身的阻抗對電容兩端的電壓會有影響，而且電壓是脈動的，所以為了穩(wěn)定其兩端電壓，使每組電容的兩端電壓相等，分別在每組電容兩端并聯(lián)了一個均壓電阻R2、R3，選擇R2=R3=30kΩ。

至于濾波前面的去高頻干擾的電容C1，其電容量是很難確定的，因為高頻干擾包括電網(wǎng)的干擾，也包括電源的干擾，所以可試選取C1=（2.5±5%）μF或該數(shù)量級其他電容，只要電容C1的耐壓峰值滿足即可以，耐壓峰值Up=600V。

電容輸入式整流濾波電路在接通交流電壓時，由于電容充電，往往引起較大的浪涌電流。在此，選擇的限流電阻R1為20Ω/20W。起動后，延時一段時間后，開關S1合上，把R1從主電路中去除。