第2章第1讲直流调速系统转速反馈控制的直流调速系统.pptVIP

引 言 根据直流电机转速方程   （1）调压调速 工作条件： 保持励磁 ? = ?N ； 保持电阻 R = Ra 调节过程： 改变电压 UN ? U? U? ?n ?， n0 ? 调速特性： 转速下降，机械特性曲线平行下移。 （2）调阻调速 工作条件： 保持励磁 ? = ?N ； 保持电压 U =UN ； 调节过程： 增加电阻 Ra ? R? R ? ?n ?，n0不变； 调速特性： 转速下降，机械特性曲线变软。 （3）调磁调速 工作条件： 保持电压 U =UN ； 保持电阻 R = R a ； 调节过程： 减小励磁 ?N ? ?? ? ? ? n ?， n0 ? 调速特性： 转速上升，机械特性曲线变软。 三种调速方法的性能与比较 对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。 改变电阻只能有级调速； 减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。 因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。 电力拖动自动控制系统 —运动控制系统 内 容 提 要 直流调速系统用的可控直流电源 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性 转速反馈控制的直流调速系统 直流调速系统的数字控制 转速反馈控制直流调速系统的限流保护 转速反馈控制直流调速系统的仿真 2.1 直流调速系统用的可控直流电源 晶闸管整流器-电动机系统(V-M直流调速系统) 直流PWM变换器-电动机系统 (PWM直流调速系统) 2.1.1 晶闸管整流器-电动机系统 2.1.1 晶闸管整流器-电动机系统 等效电路分析 对ud0进行积分，即得理想空载整流电压平均值Ud0 。 整流电压的平均值计算 整流与逆变状态 当 0 ? ?/2 时，Ud0 0 ，晶闸管装置处于整流状态，电功率从交流侧输送到直流侧； 当 ?/2 ? ?max 时， Ud0 0 ，装置处于有源逆变状态，电功率反向传送。 抑制电流脉动的措施 （1）增加整流电路相数，或采用多重化技术； （2）设置电感量足够大的平波电抗器。 3．晶闸管整流器-电动机系统的机械特性 V-M系统 机械特性特点 4．晶闸管触发和整流装置的放大系数  和传递函数 在进行调速系统的分析和设计时，可以把晶闸管触发和整流装置当作系统中的一个环节来看待。稳态时Ud=KsUc （1）失控时间分析 （3）Ts 值的选取 最大可能的失控时间就是两个相邻自然换相点之间的时间，由下式确定 （5）近似传递函数 考虑到 Ts 很小，可忽略高次项，则传递函数便近似成一阶惯性环节。 5. 晶闸管整流器运行中存在的问题 （1）晶闸管是单向导电的。 （2）晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感。 （3）晶闸管的导通角变小时会使得系统的功率因数也随之减少，称之为“电力公害”。 * * 第1篇 直流调速系统 电力拖动自动控制系统 —运动控制系统 直流调速系统的特点和地位 直流电动机具有线性的静态和动态数学模型, 便于控制。 理论分析和工程设计方法成熟。 尽管面临高性能交流调速技术的挑战，仍然在电力拖动领域具有重要的地位。 从控制系统设计的角度讲，直流调速系统是交流调速系统的基础。 因此应该首先掌握直流调速系统。 直流调速方法 n U I R ? Ke 式中 — 转速（r/min）； — 电枢电压（V）； — 电枢电流（A）； — 电枢回路总电阻（ ? ）； — 励磁磁通（Wb）； — 由电机结构决定的电动势常数。 （1-1） （1）调节电枢供电电压 U。 （2）减弱励磁磁通 ?。 （3）改变电枢回路电阻 R。 n n0 O I IL UN U 1 U 2 U 3 nN n1 n2 n3 调压调速特性曲线 n n0 O I IL R a R 1 R 2 R 3 nN n1 n2 n3 调阻调速特性曲线 n n0 O Te TL ? N ? 1 ? 2 ? 3 nN