《交直流调速系统》PPT课件

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1、交直流调速系统施振金学习目的和要求1．了解调速系统的作用2．熟悉生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求3．了解调速系统与生产机械的负载特性合理匹配的基本概念4．掌握各种常用的调速系统的基本组成环节、调速原理、特点及适用场所及其选用交通系统1、什么是调速及调速系统将调节电动机转速，以适应生产要求的过程就称之为调速；用于完成这一功能的自动控制系统就被称为是调速系统。电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速。比如：在加工毛坯工件时，为了防止工件表面对生产刀具的磨损，因此加工时要求电机低速

2、运行；而在对工件进行精加工时，为了要缩短工加时间，提高产品的成本效益，因此加工时要求电机高速运行。2、调速系统的作用机床在加工过程中、需要按不同的加工要求，调整主轴的转速、进给速度。为保证工件表面质量和精度，要求电动机运行速度平稳。（1）调速：调速控制系统保证电动机起动、制动、调速过程迅速改变速度。（2）稳速：调速控制系统能迅速消除扰动(主要是负载和电枢电压波动)而引起的转速波动，保证电动机运行速度平稳。3、调速系统的性能指标根据生产机械对调速系统提出的要求，调速应按一定的技术指标来执行，技术指标又静态指标和动态

3、指标。静态指标：静差度　调速范围动态指标：跟随性能指标抗扰性能指标4、调速系统的分类目前调速系统分交流和直流调速系统，由于直流调速系统的调速范围广，静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能。因此在相当长的时期内，高性能的调速系统几乎都采用了直流调速系统。交流电动机结构简单、制造方便、维护容易、价格便宜，直流电机换向有火花，交流调速系统将取代直流调速。近年来，随着电子工业与技术的发展，高性的交流调速系统的应用范围逐扩大并大有取代直流调速系统发展趋势。而直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制的角度来

4、看，它又是交流调速系统的基础。所以掌握好直流调速系统是很重要的。直流电机的可逆原理直流电机的可逆原理：每一台直流电机既可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行。直流电动机工作原理直流电动机原理示意图磁极电枢换向器电刷直流电动机的分类励磁方式：励磁绕组和电枢绕组之间的连接方式,指电机的励磁方式，如他励、并励、串励和复励等。励磁电压Uf：对并励电机来说，励磁电压就等于电机的额定电压；对他励电机来说，励磁电压要根据使用情况决定。励磁电流If：指电机产生主磁通所需要的最大允许励磁电流。他励方式（a）他励直流发电机（b）他

5、励直流电动机他励直流电机的励磁方式励磁绕组和电枢绕组无电路上的联系Ia=I第一章单闭环直流调速系统调速控制系统的性能指标各种自动化生产机械或系统所提出的性能指标一般都分为稳态指标和动态指标。对于调速系统来说也不例外，只是它作为一个特定的系统，其稳态和动态指标有着具体而明确定义。稳态指标：主要是要求系统能在最高和最低转速内进行平滑调节，并且在不同转速下工作时能稳定运行，而在某一转速下稳定运行时，尽量少受负载变化及电源电压波动的影响。因此它的指标就是调速系统的调速范围和静差率。动态性能指标：主要是平稳性和抗干扰能力。

6、直流调速系统基础知识直流他励电动机的转速公式可用下式表示式中n——转速；单位r/min。Ud——电枢电压（V）；Id——电枢电流（A）；Rd——电枢回路电阻（）；φ——励磁磁通（Wb）；Ke——由电动机结构决定的电动势系数。由此可见，直流电动机的调速方法有三种：（1）调节电枢供电电压U改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，这种方法最好。Ia变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流电源。工作条件：保持

7、励磁F=FN；保持电阻R=Ra调节过程：改变电压UN®U¯®n¯，n0¯调速特性：转速下降，机械特性曲线平行下移。调压调速特性曲线（2）改变电动机主磁通F改变磁通可以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通进行调速（简称弱磁调速），从电机额定转速向上调速，属恒功率调速方法。If变化时间遇到的时间常数同Ia变化遇到的相比要大得多，响应速度较慢，但所需电源容量小。工作条件：保持电压U=UN；保持电阻R=Ra调节过程：减小励磁FN®F¯®n，n0调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。调磁调速特性曲线（3）改变电枢回路电阻R在电

8、动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方便。但是只能进行有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；空载时几乎没什么调速作用；还会在调速电阻上消耗大量电能。工作条件：保持励磁F=FN；保持电压U=UN调节过程：增加电阻Ra®R®n¯，n0不变；调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。调阻调速特性曲线三种调速方法的性能与比较要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，调节电