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1、1,第五章電動機調(diào)速系統(tǒng),第一節(jié) 概述 一、根據(jù)直流電機轉(zhuǎn)速公式 可知有降電源電壓，串電樞回路電阻，削弱勵磁調(diào)速三種方式。 調(diào)壓調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 弱磁調(diào)速 恒功率調(diào)速,2,1、幾種常見的直流傳動控制系統(tǒng),晶閘管-電動機直流傳動控制系統(tǒng) 晶體管-電動機直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 微型計算機控制的直流傳動系統(tǒng) 其中晶閘管直流傳動使用最為廣泛,3,2、直流電動機的調(diào)速方法,有靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速負反饋 電壓負反饋 帶電流正反饋環(huán)節(jié)的電壓負反饋 帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負反饋 無靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速單閉環(huán) 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán) 可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 有環(huán)、無環(huán),4,3、交流電機調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速控制加于電動機定子繞

2、組的電壓 串級調(diào)速控制附加在轉(zhuǎn)子回路的電勢； 變頻調(diào)速控制定子的供電電壓與頻率,5,第二節(jié) 有靜差直流調(diào)速系統(tǒng),1、轉(zhuǎn)速負反饋有靜差直流電機調(diào)速系統(tǒng),6,各器件作用,BR 測速發(fā)電機 Ug 給定電壓 Uf 反饋電壓 屬于有偏差調(diào)速 轉(zhuǎn)速有偏差，才有調(diào)節(jié)作用 偏差電壓 （給定電壓-反饋電壓 ）,7,動作原理,Rp給定電壓Ug轉(zhuǎn)速反饋電壓Uin偏差信號U= Ug Uin 放大 控制晶閘管觸發(fā)角 調(diào)整輸出電壓（電動機電源電壓） 負載變動 通過轉(zhuǎn)速負反饋，讓負載轉(zhuǎn)矩引起的擾動減小 該系統(tǒng)只有P調(diào)節(jié)，屬于有靜差調(diào)節(jié)。,8,2、電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng),見P153圖5-4 反饋電壓取至電樞電壓 控

3、制過程 可見系統(tǒng)的參考量是電樞電壓，因為電機負載的增加引起電樞電壓降落，但對于電流增大造成的電樞回路壓降引起的轉(zhuǎn)速變化沒有補償作用。,9,3、帶電流正反饋環(huán)節(jié)的電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng),見P154圖5-5 負反饋電壓取至電樞電壓， 加入電流正反饋環(huán)節(jié) 控制過程 可見電流正反饋給系統(tǒng)偏差增加了同極性分量，有效補償因為電機負載的增加電樞電流增大造成的電樞回路壓降引起的轉(zhuǎn)速變化 電流正反饋屬于補償校正,10,4、帶電流截止負反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng),見P155圖5-7 負反饋電壓取至電機轉(zhuǎn)速， 加入電流截止負反饋保護環(huán)節(jié) 控制過程 電樞電流 轉(zhuǎn)速負反饋 電樞電流 電流負

4、反饋 自動限制電流環(huán)節(jié)，解決閉環(huán)反饋調(diào)速系統(tǒng)啟動和堵轉(zhuǎn)電流過大問題。 電流截止負反饋屬于保護環(huán)節(jié),11,電流負反饋的挖土機特性,,正常工作時，轉(zhuǎn)速負反饋起作用，有較硬的機械特性，當啟動、制動、堵轉(zhuǎn)及過載時，電流截止負反饋作用,說明：對一部分不允許短路的調(diào)速系統(tǒng)十分必要,12,第三節(jié) 無靜差直流自動調(diào)速系統(tǒng),特點： l實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)； l動態(tài)響應較快； l滿足一般生產(chǎn)機械對調(diào)速的要求。 注：a）由PI調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器。 b）對于頻繁處于正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)的生產(chǎn)機械，宜采用雙閉環(huán)（或可逆）調(diào)速系統(tǒng)。 如：龍門刨床、可逆軋鋼機（生產(chǎn)率，過渡時間，T動，I）。,13,1、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)無靜差直流

5、自動調(diào)速系統(tǒng)（單一的轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)）,14,特點,轉(zhuǎn)速負反饋加積分作用的PI調(diào)節(jié)器 其中，R1、C1作為積分環(huán)節(jié)，起修正誤差積累作用。 調(diào)速過程 直到 達到無靜差,15,分析,調(diào)節(jié)過程中比例調(diào)節(jié)起主要作用，曲線上升，調(diào)節(jié)后期積分起主導作用，最后由積分完全消除誤差。,16,2.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流自動調(diào)速系統(tǒng) （ 速度調(diào)節(jié)器 ASR外、增加電流調(diào)節(jié)器 ACR）,17,,特點： 系統(tǒng)的靜特性很硬，基本上無靜差； 啟動時間短，動態(tài)響應快； 系統(tǒng)的抗干擾能力強； 調(diào)整方便（先調(diào)電流環(huán)，再調(diào)速度環(huán)）； 應用廣泛（在自動調(diào)速系統(tǒng)中）。,18,分析,啟動： ASR輸入值高，電機轉(zhuǎn)速快速上

6、升；ACR的積分作用同時使電流快速上升，電機啟動； 電流保持恒定值，電機恒加速,ASR不起調(diào)節(jié)作用，ACR起主要調(diào)節(jié)作用； 轉(zhuǎn)速上升到期望值，進入調(diào)節(jié)階段，ASR的積分作用，出現(xiàn)超調(diào)，ACR給定值發(fā)生變化，進行電流調(diào)節(jié) 負載變動 與單閉環(huán)調(diào)節(jié)作用類似 轉(zhuǎn)速環(huán)主環(huán)，穩(wěn)速起主導作用，電流環(huán)副環(huán)，消除干擾以及偏差。,19,第四節(jié) 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)（用在需要正反轉(zhuǎn)場合）,1)電樞反接的可逆線路 2)勵磁反接的可逆線路（用得較少）,20,環(huán)流不流過負載而只流過兩組晶閘管電路的電流。 調(diào)速方式： l有環(huán)流調(diào)速（可控有環(huán)流） l無環(huán)流調(diào)速（邏輯無環(huán)流、錯位無環(huán)流）,21,1、有環(huán)流的三相全控橋。 一般采用反

7、并聯(lián)連接。,接線方式： l反并聯(lián)連接（一個交流電源供電） l交叉連接（兩個獨立的交流電源分別供電）,22,2、無環(huán)流可逆線路四象限運行。,23,四象限的狀態(tài), 電機正轉(zhuǎn)，電動運行， VF整流， 電機正轉(zhuǎn)回饋發(fā)電制動運行， VR逆變 電機反轉(zhuǎn)，電動運行 VR整流 電機反轉(zhuǎn)回饋發(fā)電制動運行 VF逆變,24,補充1 晶體管-電動機直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) （大功率晶體管）,25,26,與晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)比較： 1.主電路所需的功率元件少。 2.控制線路簡單。 3.頻帶寬（動態(tài)響應速度和穩(wěn)速精度等性能指標較好）。 如：晶體管脈寬調(diào)制（PWM）放大器的開關(guān)頻率為1kHz3kHz； 晶閘管三相全控整流橋的開關(guān)頻率為300Hz。 4. 電壓放大系統(tǒng)不隨輸出電壓而變化（低速性能較好， 調(diào)速范圍很寬）。 5. 適用于中、小容量的調(diào)速系統(tǒng)（受最大電壓、電流 限制）。,27,補充2： 微型計算機控制的直流傳動系統(tǒng),28,特點： 1.系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單（單片機）； 2. 系統(tǒng)的（不同的）控制規(guī)律由（容易更改的）軟件 實現(xiàn)（配備少量的接口電路）； 3.運算速度快； 4.可靠性高； 5.成本低； 6.具有保護、診斷和自檢功能； 7.能實現(xiàn)數(shù)?；旌峡刂苹蛉珨?shù)字量控制； 8.向集成化、小型化和智能化方向發(fā)展。,