第04章电动调速系统.pptVIP

第四章 电气调速系统;调速是机床对电力拖动系统要求的主要性能之一 调速方法： 1、机械有级或无级调速 2、机械与电气结合的机械有级或无级调速 3、电气无级调速 调速范围宽、稳定性好、控制灵活、远距离操纵; 调速即速度调节，是指在电力拖动系统中人为地改变电动机的转速，以满足生产机械的不同转速要求（由于负载或电源扰动而引起的电动机转速变化，则不叫调速）。调速是通过改变电动机的参数或电源; 从调速控制原理上可将调速系统分为开环调速系统和闭环调速系统。 1、开环调速系统，如图 4一2所示，调速是通过改变给定信号，经过控制环节而实现的。开环控制由于不能克服外界扰动带来的转速变化，故不能进行精确的速度控制。;稳速――使电动机转速不随外界扰动而变化，始终能精确地保持在给的的数值上。 ;图4－3闭环调速系统结构 ;1、按???源种类可分为直流和交流 1）直流调速系统 （1）直流发电机－直流电动机（G－M）系统 （2）交磁放大机－直流电动机（SKK－M）系统 （3）晶闸管－直流电动机（SCR-M）系统 （4）脉宽调制-直流电动机（PWM）系统 ;2）交流调速系统 （1）变极对数 （2）变转差率 （3）变电源频率 ;2、按电动机特性分为恒功率和恒转矩交流 P=KmTn 1）恒功率调速 在调速过程中，电动机始终输出额定功率，而输出转矩与转速成反比。其变化特性曲线如图4－4。 适用于工作在计算转速以上的;2）恒转矩调速 在调速过程中，电动机输出的转矩为额定功率，而输出功率随转速线性变化。其变化特性曲线如图4－5。 大部分机床的进给运动及工作在计算转速以下的主运动，均属于恒转矩类负载。这类运动主要克服;三、调速的性能指标类型;表4－1 机床传动调速范围;2、调速的平滑性(Φ) 调速的平滑性亦称公比。它是用某一个转速与能够调到的最邻近的转速之比来评价的，以字母Φ表示。即： 从某一转速调节到另一转速，改变量越小调速的平滑性越好。 Φ≈1称为无级调速，可以实现连续平滑调速。 ;3、静差度(S) 静差度即速度的稳定度。是衡量转速随负载变动程度的静态指标。它表示电动机在某一转速下运行时，机械负载由理想空载变到额定负载所产生的转速降落Δne，与理想空载转速n0之比，即 式中 ne ——额定负载下的实际转速。; 理想空载转速越低，同一转速降所占的比例越大，静差度愈大，转速下降的影响程度愈大，转速的相对稳定性就愈差。 因此，对一个系统静差度的要求就是对最低速的静差度的要求，调速范围受到静差度的限制。 对一个系统静差度的要求，就是对最低转速静差度的要求。静差度与调速范围两项指标是相互制约的。 ;4、调速的经济性 调速的经济指标，一般是根据设备费用、能源损耗、运行及维护费用多少来综合评价的。 ;使电动机与被拖动的机械有类似的调速特性。 如匹配不好，则电动机的容量就不能得到正常发挥，使系统调速范围受到影响。 根据负载的特性正确选择恒功率或恒转矩调速。 宽调速范围D受到静差度S的影响，亦受S的限制。; 直流调速系统中机械特性很硬，则有下列关系： ;图4－7 速度负反馈控制系统。;4.2 直流电动机的调速控制 ;式中： Ud—电动机的电枢电压； Ed—电动机的反电势； T—电动机的电磁转矩； Rd—电枢绕组电阻。 Ce—电动机的电势常数； Ct—电动机的转矩常数； Φ—电动机的主磁极的磁通； Id—电枢电流； Rd—电枢绕组电阻。;直流电动机的机械特性方程式也就是它的调速公式，即 ; 1、改变电枢电压的调速方式（调压调速） 改变电枢电压Ud进行调速的方式。保持磁通Ф和电枢电阻Rd不便，将电枢电压Ud减小，则其机械特性的斜率不变，而空载转速会减小，于是得到一簇以Ud为参数的平行直线。在允许的静差度内，可获得低于额定转速的稳定速度。 ;调压调速 在此方法中，由于电动机在任何转速下磁通都不变，只是改变电动机的供电电压，因而在额定电流下，不论在高速还是低速下，电动机都能输出额定转矩，故称这种调速方法为恒转矩调速。这是它的一个极为重要的特点。 ; 调压调速的特点： (1)调节细，可实现无级调速，平滑性好。 (2)物性硬度不变，相对稳定性好。 (3)调速过程能耗低，可节省减压起动设