电力拖动自动控制系统 要点综述.ppt

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1、要点综述电力拖动自动控制系统根据直流电机转速方程直流调速方法（1-1）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；（3）改变电枢回路电阻R。（1）调压调速工作条件：保持励磁=N；保持电阻R=Ra调节过程：改变电压UNUUn，n0调速特性：转速下降，机械特性曲线平行下移。nn0OIILUNU1U2U3nNn1n2n3调压调速特性曲线（2）调阻调速工作条件：保持励磁=N；保持电压U=UN；调节过程：增加电阻RaRRn，n0不变；调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。nn0OIILRa

2、R1R2R3nNn1n2n3调阻调速特性曲线（3）调磁调速工作条件：保持电压U=UN；保持电阻R=Ra；调节过程：减小励磁Nn，n0调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。nn0OTeTLN123nNn1n2n3调磁调速特性曲线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（即电机额定转速）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章闭环控

3、制的直流调速系统根据前面分析，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。常用的可控直流电源有以下三种旋转变流机组——静止式可控整流器直流斩波器或脉宽调制变换器a）原理图b）电压波形图tOuUsUdTton控制电路M1.直流斩波器的基本结构图1-5直流斩波器-电动机系统的原理图和电压波形这样，电动机得到的平均电压为3.输出电压计算(1-2)式中T—晶闸管的开关周期；ton—开通时间；—占空比，=ton/T=tonf；其中f为开关频率。PWM系统的优点（1）主电路线路简单，需用的功率器件少；（2）

4、开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小；（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；（4）若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强；PWM系统的优点（续）（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。1.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）的主要问题表1-1不同整流电路的整流电压值*U2是整流变压器二次侧额定相电压的有效值。电流脉动及其波形的连续与断续由于电流波形的脉动，

5、可能出现电流连续和断续两种情况，抑制电流脉动的措施在V-M系统中，脉动电流会产生脉动的转矩，对生产机械不利，同时也增加电机的发热。为了避免或减轻这种影响，须采用抑制电流脉动的措施，主要是：设置平波电抗器；增加整流电路相数；采用多重化技术。1.2.4晶闸管-电动机系统的机械特性只要电流连续，晶闸管可控整流器就可以看成是一个线性的可控电压源。V-M系统机械特性的特点图1-11绘出了完整的V-M系统机械特性，分为电流连续区和电流断续区。由图可见：当电流连续时，特性还比较硬；断续段特性则很软，而且呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。晶闸管触发和整

6、流装置的放大系数和传递函数表1-2各种整流电路的失控时间（f=50Hz）考虑到Ts很小，可忽略高次项，则传递函数便近似成一阶惯性环节。（1-15、28）（6）晶闸管触发与整流装置动态结构Uc(s)Ud0(s)Uc(s)Ud0(s)(a)准确的（b）近似的图1-21晶闸管触发与整流装置动态结构图ssss1.3直流脉宽调速系统的主要问题图1-16简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统VDUs+UgCVTidM+__E（a）电路原理图M•主电路结构21（1）简单的不可逆PWM变换器工作状态与波形在一个开关周期内，当0≤t

7、T导通，电源电压通过VT加到电动机电枢两端；当ton≤t

8、电路结构M+-VD2Ug2Ug1VT2VT1VD1E4123CUs+MVT2Ug2VT1Ug1表1-3二象限不可逆PWM变换器的不同工作状态2.桥式可逆PWM变换器可逆PWM变换