《电力拖动自动控制系统》-电力拓东自动控制系统

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1、第一篇直流拖动控制系统-AZ_.一.前戸直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度來看，它又是交流拖动控制系统的基础。因此，为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先很好地掌握直流拖动控制系统。二.主要内容简介1.支流调速方法2.支流调速电源3.直流调速控制三.根据直流电动机转速方程(1)U-IR式屮：n—转速（r/min）U—电枢电压（V）/—电枢电流（A）R—电枢回路电阻

2、（・①一励磁磁通（WB）Ke—由电动机结构确定的电动势常数。由式（1・1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速:（1）调节电枢供电电压U。（2）减弱励磁磁通①。（3）改变电枢回路电阻Ro（1）调压调速■工作条件：保持励磁妇刪；保持电阻R二Ra■调节过程：改变电压t/NT氏U~n,n0xL平行下移。（2）调阻调速■工作条件:■调节过程:■调速特性：转速下降，机械特性曲线保持励磁0=^N；保持电压U二t/N；增加电阻Ra—RTRTthJ，农0不变；调速特性:转速下降，机械特性曲线变软。（3）调磁调速■工作条件：

3、保持电压U=UN；保持电阻R=Ra；调节过程:减小励磁溯T虱〃0T■调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。三种调速方法的性能与比较对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。第1章因环控制的直流调速系统本章着重讨论基本的闭环控制系统及其分析与设计方法。本章提要1」直流调速系统用的可控直流电源1.2晶闸管

4、•电动机系统（V・M系统）的主要问题1.3直流脉宽调速系统的主要问题1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6比例积分控制规律和无静差调速系统1.1直流调速系统用的可控直流电源根据前而分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。本节介绍几种主要的可控直流电源。常用的可控直流电源有以下三种■旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。■静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可

5、调的直流电压。■直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。1.1.1旋转变流机组qQ01r_-0放大装置图1・1旋转变流机组和由它供电的直流调速系统（G・M系统）原理图G-M系统工作原理由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机G实现变流，由G给第1章因环控制的直流调速系统本章着重讨论基本的闭环控制系统及其分析与设计方法。本章提要1」直流调速系统用的可控直流电源1.2晶闸管•电动机系统（V・M系统）的主要问题1.3

6、直流脉宽调速系统的主要问题1.4反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计1.5反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计1.6比例积分控制规律和无静差调速系统1.1直流调速系统用的可控直流电源根据前而分析，调压调速是直流调速系统的主要方法，而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源。本节介绍几种主要的可控直流电源。常用的可控直流电源有以下三种■旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，获得可调的直流电压。■静止式可控整流器——用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。■直流斩波器或脉宽调制变换器

7、——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。1.1.1旋转变流机组qQ01r_-0放大装置图1・1旋转变流机组和由它供电的直流调速系统（G・M系统）原理图G-M系统工作原理由原动机（柴油机、交流异步或同步电动机）拖动直流发电机G实现变流，由G给V-M系统工作原理晶闸管■电动机调速系统（简称V-M系统，又称静止的Ward-Lconard系统），图中VT是晶闸管可控整流器，通过调节触发装置GT的控制电压Uc来移动触发脉冲的相位，即可改变整流电压Ud,从而实现

8、平滑调速。V-M系统的特点与G・M系统相比较：■晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都有很大提高，而且在技术性能上也显示出较大的优越性。品闸管可控整流器的功率放大倍数在104以上，其门极电流可以直接用品体管來控制，不再像直流发电机那样需要较大功率的放大器。■在控制作用的快速性上，变流机组是秒级，而晶闸管整流器是毫秒级，这将大大提高系统的动态性能。V・M系统的问题■由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的