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1、1,第五章電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng),第一節(jié) 概述 一、根據(jù)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速公式 可知有降電源電壓，串電樞回路電阻，削弱勵(lì)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(dòng)控制系統(tǒng),晶閘管-電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng) 晶體管-電動(dòng)機(jī)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)控制的直流傳動(dòng)系統(tǒng) 其中晶閘管直流傳動(dòng)使用最為廣泛,3,2、直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法,有靜差直流調(diào)速系統(tǒng) 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋 電壓負(fù)反饋 帶電流正反饋環(huán)節(jié)的電壓負(fù)反饋 帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋 無(wú)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(wú)環(huán),4,3、交流電機(jī)調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速控制加于電動(dòng)機(jī)定子繞組

2、的電壓 串級(jí)調(diào)速控制附加在轉(zhuǎn)子回路的電勢(shì)； 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(fù)反饋有靜差直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng),6,各器件作用,BR 測(cè)速發(fā)電機(jī) 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(dòng)作原理,Rp給定電壓Ug轉(zhuǎn)速反饋電壓Uin偏差信號(hào)U= Ug Uin 放大 控制晶閘管觸發(fā)角 調(diào)整輸出電壓（電動(dòng)機(jī)電源電壓） 負(fù)載變動(dòng) 通過(guò)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，讓負(fù)載轉(zhuǎn)矩引起的擾動(dòng)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(fù)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 控制過(guò)程 可見

3、系統(tǒng)的參考量是電樞電壓，因?yàn)殡姍C(jī)負(fù)載的增加引起電樞電壓降落，但對(duì)于電流增大造成的電樞回路壓降引起的轉(zhuǎn)速變化沒(méi)有補(bǔ)償作用。,9,3、帶電流正反饋環(huán)節(jié)的電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng),見P154圖5-5 負(fù)反饋電壓取至電樞電壓， 加入電流正反饋環(huán)節(jié) 控制過(guò)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(bǔ)償因?yàn)殡姍C(jī)負(fù)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(bǔ)償校正,10,4、帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng),見P155圖5-7 負(fù)反饋電壓取至電機(jī)轉(zhuǎn)速， 加入電流截止負(fù)反饋保護(hù)環(huán)節(jié) 控制過(guò)程 電樞電流 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋 電樞電流 電流負(fù)反饋 自動(dòng)限制電流環(huán)節(jié)，解決閉環(huán)反饋

4、調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)電流過(guò)大問(wèn)題。 電流截止負(fù)反饋屬于保護(hù)環(huán)節(jié),11,電流負(fù)反饋的挖土機(jī)特性,正常工作時(shí)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起作用，有較硬的機(jī)械特性，當(dāng)啟動(dòng)、制動(dòng)、堵轉(zhuǎn)及過(guò)載時(shí)，電流截止負(fù)反饋?zhàn)饔?說(shuō)明：對(duì)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(wú)靜差直流自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng),特點(diǎn)： l實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的無(wú)靜差調(diào)節(jié)； l動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快； l滿足一般生產(chǎn)機(jī)械對(duì)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(duì)于頻繁處于正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)的生產(chǎn)機(jī)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(jī)（生產(chǎn)率，過(guò)渡時(shí)間，T動(dòng)，I）。,13,1、轉(zhuǎn)速單閉環(huán)無(wú)靜差直流自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)（單一的轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)）,14,

5、特點(diǎn),轉(zhuǎn)速負(fù)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(guò)程 直到 達(dá)到無(wú)靜差,15,分析,調(diào)節(jié)過(guò)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(dǎo)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(dòng)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(diǎn)： 系統(tǒng)的靜特性很硬，基本上無(wú)靜差； 啟動(dòng)時(shí)間短，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快； 系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)； 調(diào)整方便（先調(diào)電流環(huán)，再調(diào)速度環(huán)）； 應(yīng)用廣泛（在自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中）。,18,分析,啟動(dòng)： ASR輸入值高，電機(jī)轉(zhuǎn)速快速上升；ACR的積分作用同時(shí)使電流快速上升，電機(jī)啟動(dòng)； 電流保持恒定值

6、，電機(jī)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(jìn)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(jìn)行電流調(diào)節(jié) 負(fù)載變動(dòng) 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(dǎo)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(chǎng)合）,1)電樞反接的可逆線路 2)勵(lì)磁反接的可逆線路（用得較少）,20,環(huán)流不流過(guò)負(fù)載而只流過(guò)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(wú)環(huán)流調(diào)速（邏輯無(wú)環(huán)流、錯(cuò)位無(wú)環(huán)流）,21,1、有環(huán)流的三相全控橋。 一般采用反并聯(lián)連接。,接線方式： l反并聯(lián)連接（一個(gè)交流電源供電） l交叉連

7、接（兩個(gè)獨(dú)立的交流電源分別供電）,22,2、無(wú)環(huán)流可逆線路四象限運(yùn)行。,23,四象限的狀態(tài), 電機(jī)正轉(zhuǎn)，電動(dòng)運(yùn)行， VF整流， 電機(jī)正轉(zhuǎn)回饋發(fā)電制動(dòng)運(yùn)行， VR逆變 電機(jī)反轉(zhuǎn)，電動(dòng)運(yùn)行 VR整流 電機(jī)反轉(zhuǎn)回饋發(fā)電制動(dòng)運(yùn)行 VF逆變,24,補(bǔ)充1 晶體管-電動(dòng)機(jī)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(jiǎn)單。 3.頻帶寬（動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)速精度等性能指標(biāo)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(bǔ)充2： 微型計(jì)算機(jī)控制的直流傳動(dòng)系統(tǒng),28,特點(diǎn)： 1.系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單（單片機(jī)）； 2. 系統(tǒng)的（不同的）控制規(guī)律由（容易更改的）軟件 實(shí)現(xiàn)（配備少量的接口電路）； 3.運(yùn)算速度快； 4.可靠性高； 5.成本低； 6.具有保護(hù)、診斷和自檢功能； 7.能實(shí)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。,