运动控制系统08-第1章.ppt

运动控制系统 第1篇 直流调速系统 第1篇 直流调速系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 引子：直流斩波器的基本结构 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 一、直流PWM变换器 双极式桥式可逆PWM变换器-电动机系统的优点： * * 大连理工大学城市学院 电子与自动化学院 教 师：梅彦平 2010-2011学年春季学期 直流电动机调速方法： 本篇主要内容 第1章 可控直流电源——电动机系统 1、可调直流电源：相控整流器、直流PWM变换器 2、开环调速系统： 机械特性、性能指标及存在问题 第2章 闭环调速系统 1、转速单闭环系统 2、转速、电流双闭环系统 3、调节器的设计方法 主要内容 1、可调直流电源： (1)相控整流器 (2)直流PWM变换器 2、开环调速系统： (1)机械特性;(2)性能指标;(3)存在问题 第1章 可控直流电源——电动机系统 §1.1 相控整流器—电动机系统（V-M系统） 一、工作原理 §1.1 相控整流器—电动机系统 一、工作原理 1、相控整流器 第1章 可控直流电源——电动机系统 §1.1 相控整流器—电动机系统 一、工作原理 2、存在问题 第1章 可控直流电源——电动机系统 只能单向运行；两组整流电路可以实现可 逆运行，但使电路结构复杂； 为避免逆变颠覆，应设置最大的移相角限制 输出电压脉动，电流会出现断续的情况。 §1.1 相控整流器—电动机系统 二、相控整流直流调速系统的机械特性 第1章 可控直流电源——电动机系统 §1.1 相控整流器—电动机系统 三、晶闸管触发电路和整流装置的数学模型 第1章 可控直流电源——电动机系统 放大环节： 纯滞后环节：失控时间引起 §1.1 相控整流器—电动机系统 三、晶闸管触发电路和整流装置的数学模型 第1章 可控直流电源——电动机系统 拉氏变换： 泰勒级数展开： 近似处理：一阶惯性环节 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 t O u Us Ud T ton 控制电路 M §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 1、作用：用PWM调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率 一定、宽度可变的脉冲电压系列，从而可以改变平均输 出电压的大小，以调节电机转速。 2、主电路形式：不可逆和可逆 （1）不可逆PWM变换器 简单不可逆PWM变换器-直流电动机系统 有制动的不可逆PWM变换器-直流电动机系统 （2）桥式可逆PWM变换器 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 2、主电路形式：不可逆和可逆 （1）不可逆PWM变换器 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 2、主电路形式：不可逆和可逆 （2）有制动电流通路的不可逆PWM变换器 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 2、主电路形式：不可逆和可逆 （2）有制动电流通路的不可逆PWM变换器 在制动状态中，先减小控制电压， 使 Ug1 的正脉冲变窄，负脉冲变 宽，从而使平均电枢电压Ud降低。 但转速和反电动势E还来不及变化， 因而造成E ?Ud的局面，使电流id反 向，VD2截止，VT2开始导通。 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 2、主电路形式：不可逆和可逆 （2）有制动电流通路的不可逆PWM变换器 制动状态的一个周期分为两个工作阶段： 在0≤t≤ton期间，VT2关断，－id沿回路4经VD1续流，向 电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住 VT1 使它不 能导通。 在ton≤t≤T期间，Ug2变正，于是VT2导通，反向电流id 沿回路3流通，产生能耗制动作用。 因此，在制动状态中，VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的，此时的电压和电流波形如图所示。 §1.2 直流PWM变换器—电动机系统 第1章 可控直流电源——电动机系统 2、主电路形式：不