电力拖动控制系统rev1

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1、2.1.1直流调速系统的类型1．直流调速系统的调速方法(1)改变电枢回路电阻—电枢回路串电阻调速；自控系统不用(2)调节电抠供电电压——变压调速；主导调速方法(3)减弱励磁磁通——------弱磁调速。辅助调速方法2．直流调速系统主电路——可调压的直流电源常用：(1)G-M系统(发电机-电动机系统)(2)V-M系统(可控整流器-电动机系统)(3)直流脉宽调制（PWM）系统(斩波器-电动机系统)3．直流调速系统的控制方式主电路构成不同，控制方法不同：移相控制、PWM控制等闭环控制方式开环控制闭环控制单闭环速度环双闭环速度环和电流环多环控制加位置环等

2、电机调速系统中通常为：4．工作象限a）单象限运行b)电压可反向的二象限运行c)电流可反向的二象限运行第2章直流电动机V-M不可逆调速系统2.1直流调速系统概述2.1.2G-M系统2.1.3V-M系统系统构成控制思路制动时的能量传递关系控制原理工作象限优点：静止装置、经济、可靠触发装置GT缺点：功率因数低、对电网谐波污染V-M系统是70～90年代直流调速系统的主要形式2.1.4直流脉宽调制（PWM）系统a）原理电路图b）斩波器输出电压波形原理电路图制动时的能量传递关系工作象限优缺点a)单管电路b)双管电路c)双管电路d)H型桥式电路控制思路控制原理

3、2.2V-M系统的机械特性2.2.1电流连续时的机械特性1．可控整流装置的输出电压mUmUd0m单相桥式20.9U2三相半波31.17U2三相桥式62.34U2计及LC换流及内阻影响时2．电压平衡方程式等效电路3．V-M系统电流连续时的机械特性2.2.2电流断续时的机械特性以三相半波整流电路为例1．理想空载转速：输出电压的峰值相同，有同一个实际理想空载转速2．电流断续时机械特性曲线的斜率3．电流断续区域范围与电抗器电感量的大小有关工程上一般取时，随着电流减小，回路的等效电阻增大，斜率增大电流连续时电流断续时：输出电压的峰值随α增大而下降，空载转速

4、下降2.3开环V-M调速系统及调速指标2.3.1开环V-M调速系统系统原理图稳态结构图2.3.2调速系统的稳态指标调速范围D、静差率S理解两个稳态性能指标的含义及其关系要求掌握开环系统的稳态分析方法，包括：从系统原理图画出系统稳态结构图；稳态结构图的含义、用途（得出系统的静特性）能分析自动调速系统的稳态性能开环V-M调速系统的主要问题2.3开环V-M调速系统及调速指标2.3.1开环V-M调速系统1．系统原理图2．稳态结构图α在30°～150°范围内GT＋V看做一个整体，是一个线性放大环节，放大系数是1)求与的关系对同步移相信号为正弦波（正弦波幅值

5、为Um）直流电动机稳态时2)求与n的关系稳态结构图对同步移相信号为锯齿波（锯齿波起点幅值-Um，终点幅值Um，宽度为180°）α在30°～150°的范围内2.3.2调速系统的稳态指标1．对调速系统的要求(1)调速(2)稳速(3)加、减速2．调速系统的稳态指标(1)调速范围D(2)静差率S额定转矩下提供的最高、最低转速当系统在某一给定转速下运行时，负载由空载增加到额定负载时所对应的转速降落与该给定转速下理想空载转速n0之比，称作静差率S机械特性曲线平行时，如果低速时的静差率能满足要求，则高速时的静差率自然就满足要求了。故静差率可表示成：静差率是用来

6、衡量调速系统在负载变化时的转速稳定度的。机械特性越硬则静差率越小，转速稳定度就越高。3．调速范围与静差率的关系调速范围D、静差率S和转速降，三者之间的关系式为：显然，当系统的机械特性硬度一定，即一定时，若对静差率要求越高（S值越小），则允许的调速范围就越小。例如，某一开环V-M调速系统，额定转速nN=1000r/min，额定负载下的稳态速降△nN＝50r/min，当要求静差率S=0.33时，允许的调速范围为：如果要求S=0.1，则调速范围只有：4．开环V-M调速系统的主要问题无法克服的缺点——转速波动大、调速范围小。远远不能满足生产实际的要求。原

7、因：当S与D都一定时，要满足要求的唯一途径是降低△nN，但对已制成的系统是无法减小的，对新设计的系统也很难达到能大幅度降低的要求。解决办法：闭环控制调速系统。2.4单闭环V-M调速系统及静特性2.4.1有静差转速单闭环V-M调速系统1．系统原理图2.稳态结构图2.4.2闭环V-M系统的静特性静特性方程：——电动机的转速与电动机的电流（或转矩）之间的关系。1．静特性（可理解为闭环系统的机械特性?）2．与开环系统的比较开环系统（OP）：空载转速n0、负载Ia相同的情况下，有闭环系统加载后的转速降只是开环系统的1/(1+K)只要把KP取得足够大，使K很

8、大，就可以使△nCL非常小,静差率S大大减小同一静差要求下大大提高了系统的调速范围D稳态结构图开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较闭环