香港直流调(简化版).pptVIP

主电路工作原理 三相交流电经过整流滤波变成电压恒定的直流电，VT1-VT4为四只IGBT开关管，其工作在开关状态，其中，处于对角线上的一对开关管的栅极因接受同一控制信号而同时导通或截止。若VT1和VT4导通，则电动机电枢上加正向电压；若VT2和VT3导通，则电动机电枢上加反向电压。当他们以较高的频率交替导通时候，电枢两端的电压波形如图，由于机械惯性的作用，决定电动机转向和转速的仅为此电枢电压的平均值。 电枢电压的矩形波的周期为T,正向脉冲的宽度为t1, 并设r=t1/T (r为占空比)，由图可知，电枢电压的平均值为： Uav=Us/T(t1-(T-t1))=(2r-1)Us（3） 从上公式3可以看出，在T为常数时，人为地改变正脉冲的宽度以改变导通占空比r,即可改变Uav,从而达到调速的目的。 Uav=Us/T(t1-(T-t1))=(2r-1)Us（3） 当?r=0.5时，Uav=0,电机的转速为0。当r0.5时，Uav为正，电机正转，且在r=1时，Uav=Us,正向转速最高；当r0.5时，Uav为负，电机反转，且在r=0时，Uav=-Us,反向转速最高。如果我们能连续地改变脉冲宽度值（即改变占空比r）,即可实现直流电机的无极 双闭环调速方法 电机正转调速 合上开关F,调节速度正给定电压Ugn,即可使得占空比r在0.5-1之间变化，速度正给定Ugn 最大时，r=1,电枢电压的平均值Uav最大，此时电机的正向转速最大。 电机反转调速 合上开关R,调节速度负给定Ugn,即可使得占空比r在0.5-0之间变化，速度负给定电压Ugn 最大时，r=0,-Uav最大，此时电机反向转速最大。 注意：系统初始时（电机静止时），需调节参数，可使得r=0.5，使得电枢电压的平均值Uav=0  电机双闭环调速系统过程分析 1）稳态过程分析 2）启动过程分析 3）稳速过程分析 4）突加负载过程分析 5）制动过程分析 静态过程分析 电机调速系统处于静态时，电机停转（说是电机完全停转，是不现实的，因为我们设计的PI运算放大器有很高的放大倍数，系统总是存在一定的零漂，所以电机总有一定的爬行，不过这种爬行非常慢，因此可以忽略这种爬行，当然更稳妥的方法是用，零速封锁器装置对零漂信号进行封锁，使得电机真正停止）。静态时，主电路开关管VT1，VT4和VT2,VT3两组开关管是轮流导通或截止，导通占空比r=0.5,电机电枢两端的平均电压Uav=0,电机停止不动。 注意 此时，只是电机的电枢电压Uav和电枢电流Ia的平均值为零，但电机电枢的瞬时电压和电枢的瞬时电流并不为零，系统在ASR(PI速度调节器)和ACR（PI电流调节器）的作用下，实际上是处于一个动态的平衡。 启动过程分析 启动过程分析 启动过程分析 启动过程分析总结 整个启动过程中，ASR的输出一直处于限幅和开环状态，不起调节作用，系统的调节作用主要是通过ACR来完成的，此时电机的电枢电流为最大，电机以较大的电动转矩加速到稳定状态。 稳速过程分析总结 突加负载过程分析 制动过程分析 降速过程分析 双闭环控制优点 双闭环系统与单闭环系统相比，调整性能更好，机械特性更硬，基本无静差，动态响应更快，启动时间更短，抗干扰能力更强。 6)调速的技术指标 不同的生产机械，其工艺要求调速系统有不同的性能指标，包括静态指标和动态指标。 静态: 也称稳态,即系统以恒定的速度运行. 动态: 也称暂态,即系统的运行速度处于变化之中. 静态指标 1）静差度 它指的是电动机由理想空载到额定负载的转速降与理想空载转速N0的比值，在一个调速系统中,如果最低速能满足静差度的要求,则其他速度也一定能满足要求 静差度可用下式表示： 静态指标 2）调速范围 它指的是电动机在额定负载下所允许的最高转速和在保证生产机械对转速变化率的要求前提下，所能达到的最低转速之比，即： 静态指标 3）调速的平滑性 调速的平滑性，通常是用两个相邻调速级的转速差来衡量的，在一定的范围内，可以得到的稳定运行的级速越多，调速的平滑性就越高，若级数趋近于无穷大，即表示转速连续可调，称为无级调速。 调速系统动态指标 1）最大超调量定义： 超调量太大，达不到生产工艺的要求，但太小，则会使过渡过程过于缓慢，不利于生产率的提高，一般为10%到35%。 图18调速系统转速从N1变为N2时的过渡过程 调速系统动态指标 2）过渡过程时间T 开始转速为n1，从输入控制作用于系统开始，直到被调量（转速）进入（0.05-0.02）n2稳定值区间时为止(并且以后不再超越这个范围)的这段时间。 图18调速系统转速从N1变为N2时的过渡过程 调速系统动态指标 3）振荡次