第1章交直流调速系统.pptVIP

交直流调速系统;学习目的和要求 1．了解调速系统的作用　　 2．熟悉生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求 3．了解调速系统与生产机械的负载特性合理匹配的基本概念 4．掌握各种常用的调速系统的基本组成环节、调速原理、特点及适用场所及其选用;交通系统;;;;;　直流电动机工作原理;直流电动机的分类 励磁方式：励磁绕组和电枢绕组之间的连接方式,指电机的励磁方式，如他励、并励、串励和复励等。 励磁电压Uf ：对并励电机来说，励磁电压就等于电机的额定电压；对他励电机来说，励磁电压要根据使用情况决定。 励磁电流If ：指电机产生主磁通所需要的最大允许励磁 电流。;他励方式;;直流调速系统基础知识直流他励电动机的转速公式可用下式表示;（1）调节电枢供电电压U 改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。Ia变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。; （2）改变电动机主磁通F 改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。If变化时间遇到的时间常数同Ia变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。;（3）改变电枢回路电阻R 在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。;三种调速方法的性能与比较;直流调速系统用的可控直流电源 调节电动机的电枢供电电压需要有专门的可控直流电源。早在20世纪40年代，采用电动机—发电机机组（又称放大机控制的发电机—电动机组系统）向直流电动机供电。但它的缺点是占地大，效率低，运行费用昂贵，维护不方便等。为了克服这些缺点，50年代开始使用水银整流器作为作为可控变流装置。其主要缺点是污染环境，危害人体健康。60年代初，大功率晶闸管投入使用，采用晶闸管可控整流器向直流电动机供电，随着晶闸管变流技术的日渐成熟，使直流调速系统更加完善。目前，用;晶闸管变流器控制的他励直流电动机，是工业应用最广泛的电动机传动系统。 对直流调速系统的要求 各类不同的生产机械，由于其具体的生产工艺过程不同，对控制系统的性能要求也是不同的。但归纳起来有以下三个方面。 调速 在一定的范围内实现有级或无级地调节转速。调速系统的转向若要求正、反转，则为可逆调速系统，若只要求单向运转，则为不可逆调速系统。 稳速 以一定的精度在要求的转速上稳定运行，尽可能不受外部或内部扰动的影响，以确;保产品质量。 良好的起、制动性能 对于频繁起、制动的设 备要求尽可能快地加、减速，以提高生产效率。不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽可能地平稳。 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，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调的直流电压。 （3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定;直流电源或不可控整流控整流电源供电，利用直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流直流电源或不可平均电压。;1. 旋转变流机组（G-M系统） 以旋转变流机组作为可调电源的直流电动机调速系统的原理图如图1-1所示。由交流电动机（称原动机，通常采用柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机G实现变流，由G给需要调速的直流电动机M电枢供电，调节发电机的励磁电流 即可改变其输出电压U，从而调节电动机的转速n的大小。这种调速系统叫做发电机—电动机系统，即G-M系统，国际上通称Ward-Leonard系统。; G-M系统特性;图1-1旋转变流机组供电的直流调速系统（G-M系统） ; 为了供给直流发电机G和电动机M的励磁，还需专门设置一台并励的直流励磁发电机GE，可装在变流机组同轴上由原动机拖动，也可另外单用一台交流电动机拖动。  对系统的调速性能要求不高时，可直接由励磁电源供电，要求较高的闭环直流调速系统一般都通过放大装置（G-M系统的放大装置多采用交磁放大机或磁放大器）进行控制。如果改变if的方向，则U的极性和n的转向都跟着改变，因此G-M系统的可逆运行是很容易的。  G-M系统具有很好的的调速性能，在20世纪50年代曾广泛地使用，至今在尚未进行设备更新;的地方仍然使用这种系统。 但是这种由机组供电的直流调速系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速直流电动机容量相当的旋转电机（原动机和直流发电机）和一台容量小一些的励磁发电机，因而设备多、体积大、效率低、安装需打地基、运行有噪音、维护不方便。为了克服这些缺点，在20