《电气调速系统》PPT课件

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1、第四章电气调速系统4.1调速系统概述4.2直流电机的调速控制4.3交流电机调速控制目录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、远距离操纵调速方法调速即速度调节，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一、调速与稳速4.1电气调速概述图4－1电动机的调速电压等方法来改变电动机的机械特性，从而改变它与负载机械

2、特性的交点，使得电动机的稳定转速改变。4.1电气调速概述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。图4一2开环调速系统结构1、开环系统稳速――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。2、闭环系统图4－3闭环调速系统结构2、闭环调速系统，如图4一3所示。由于增加了速度等反馈环节，使系统能很快消除各种干扰，电动机转速不随外界扰动的变化而变化，始终能精确地保持

3、在给定的数值上。稳速1、按电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）系统二、电动机无级调速的类型二、无级调速类型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=KmTn1）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图4－4恒功率变速特性机床主运动及

4、龙门刨床工作台等恒功率类机械负载。当调到低速时，电动机转矩不得高于额定值。直流调速系统中，该种调速特性由变激磁的方法获得。1）恒功率调速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。这类运动主要克服摩擦力，而摩擦力的大小与速度关系不大，故转矩基本保持恒定。直流调速系统中，该种调速特性由调压调速的方法获得。图4－5恒转矩变速特性2）恒转矩调速三、调速的性能指标类型调速系统的性能指标，可衡量调速系统的优劣。常用的性能

5、指标有如下几项：1、调速范围(D)工作机械要求的调速范围，以字母D表示。它等于在额定负载下，电动机能提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比，即对于采用机械电气配合调速的生产机械，生产机械的调速范围等于电气调速范围与机械调速范围的乘积。现代机械制造的趋势是尽量简化机械传动部分的结构，因此，扩大电动机的调速范围具有非常重要的意义。三、调速性能指标表4－1机床传动调速范围机床类型D主传动D进给运动中型和重型车床型40～10050～150立式车床40～6040～80摇臂钻床20～1005～40卧式和立式铣床20～6025～60中型卧式镗床25～

6、6030～150中小型龙门刨床4～1010～50大型龙门刨床10～3010～50表4-12、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。2、调速平滑性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。3、静差度理想

7、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。图4－6转速与S的关系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。4、经济性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

8、。宽调速范围D受到静差度S的影响，亦受S的限制。四、扩大调速范围的途径四、扩大调速范围途径直流调速系统中机械特性很硬，则有下列关系：要得到宽调速范围，且静差度又要尽