电力拖动自动控制系统82525.pptVIP

第一篇 直流调速系统和随动系统 直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在广泛范围内平滑调整，从反馈闭环控制的角度来看，它又是交流拖动控制系统的基础。 电力拖动自动控制系统有调速系统、位置随动系统、张力控制系统、多电动机同步控制系统等多种类型，调速系统是最基本的拖动控制系统。 直流电动机的转速和其它参量的关系 （1-1） 式中n——转速，单位为r/min; U——电枢电压，单位为V； I——电枢电流，单位为A； R——电枢回路总电阻，单位为； Φ——励磁磁通，单位为Wb； Ke——由电机结构决定的电动势常数。 由式（1-1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速。 （1）调节电枢供电电压U。 （2）减弱励磁磁通Φ。 （3）改变电枢回路电阻R。 第一章 闭环控制的直流调速系统 §1-1 直流调速系统用的可控直流电源 变电压调速是直流调速系统用的主要方法，调节电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。常用的可控直流电源有以下三种： （1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 （2）静止可控整流器——用静止的可控整流器，例如晶闸管可控整流器，以获得可调的直流电压。 （3）直流斩波器和脉宽调制变换器——用怛定直流电源或不控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变的平均电压。 一、旋转变流机组 由交流电动机（异步电动机或同步电动机）拖动直流发电机G实现变流，由发电机给需要调速的直流电动机M供电，调节发电机的励磁电流jf即可改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n。这样的调速系统简称G-M系统，在国际上通称Ward-Leonard系统。 如果改变jf的方向，则U的极性和n的转向都跟着改变，所以G-M系统的可逆运行是很容易实现的。图1-2是它的可逆运行机械特性。 无论正论正转减速还是反转减速时都能够实现回馈制动。 二、静止可控整流器 图1-3是V-M系统的简单原理图，图中V是晶闸管可控整流器，它可以是单相、三相或更多相数，半波、全波、半控、全控等类型，通过调节触发装置GT的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud，从而实现平滑调速。晶闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用晶体三极管来控制。 三、直流斩波器和脉宽调制变换器 采用晶闸管的直流斩波器基本原理示于图1-6a。工作在开关状态。当VT被触发导通时，电源电压Us加到电动机上，当VT关断时。直流电源与电动机断开，电动机经二极管VD续流，两端电压接近于零。如此反复，得电枢端电压波形u=f(t)如图（1-6b）所示，好象是电源电压Us在一段时间（T-ton）内被斩断后形成的。电动机得到的平均电压为 （1-2） 式中 T——晶闸管的开关周期； ton——VT开通时间； ρ= ton /T= ton f——占空比； f ——开关频率。 直流斩波器的平均输出电压可以通过改变主晶闸管的导通和（或）关断时间来调节。图1-7给出了几种常用控制方式的电压、电流波形。 §1-2 晶闸管—电动机系统的特殊问题 V-M系统就是带R、L、E负载的晶闸管可控整流电路。 一、? 触发脉冲相位控制 在V-M系统中（见图1-3），调节给定电压，即可移动触发装置GT输出脉冲的相位，从而很方便地改变整流器的输出瞬时电压ud和平均电压Ud。如果把整流装置内部的电阻压降、器件正向压降和变压器漏抗引起的换相压降都称到整流装置外面，当作负载内部的电路压降的一部分，那么整流电压便可用其理想空载值ud0和Ud0来代替，相当于用图1-8的等效电路代替图1-3的实际主电路。 这时，瞬时电压平衡方程式可写作： （1-3） 式中 L——主电路总电感；