电机有效过程控制与拖动-第5章-直流电动机及其拖动有效过程控制-2.ppt

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1、15.5他励直流电动机的调速与交流异步电动机相比，直流电动机结构复杂，价格高，维护不方便，但它的最大优点是调速性能好。（1）调速均匀平滑，可以无级调速。（注：异步电动机改变极对数调速的方法叫有级调速）。（2）调速范围大，调速比可达200以上（调速比等于最大转速和最小转速之比），因此机械变速所用的齿轮箱可大大简化。直流电动机调速的主要优点是：2调速方法有:改变电枢回路电阻调速、改变磁通调速、改变电枢端电压调速。下面以他励电动机为例说明直流电动机的调速方法。转速公式:31.降低电枢电压调速（1）工作时电枢电压一定，电压调节时，不允许超过UN，，

2、而nU，所以调速只能向下调。（2）可得到平滑、无级调速。（3）调速幅度较大。42.电枢串电阻调速（1）调速只能向下调。（2）电枢回路串接电阻，能量消耗大，效率低。（3）方法简单，控制设备不复杂。53.弱磁调速（1）由于电动机额定工作状态下铁心已接近饱和，所以只能弱磁调速。（2）由于励磁电流一般只有额定电流的1%~3%，所以弱磁调速能耗小、控制方便。（3）转速只能由额定值上调，受电动机温升的控制，转速不能太高。（4）一般多用于恒功率负载。65.6他励直流电动机的制动为加快电动机停车过程，可以使用电气制动方法，即在电动机转轴上施加一个与旋转方

3、向相反的电磁转矩（制动转矩），从而达到使电动机快速停车的目的，具体有三种方法：能耗制动、反接制动、回馈制动。71.能耗制动电枢电流方向改变了，电磁转矩方向亦改变，由驱动转矩变成阻转矩。(1)制动原理制动时将电枢绕组从电源上断开，并接上一电阻。制动前电流：制动时电流：8(2)制动过程反抗性恒转矩负载：A→B→O位能型恒转矩负载（起重机）：A→B→C(3)特点：制动转矩较小，一般与机械制动配合使用。92.反接制动带位能性恒转矩负载的电动机，电枢反接的反接制动的工作原理。(1)制动原理正常工作时，K1闭合，K2断开。制动时，K1断开，K2闭合。此

4、时电枢电流为：10(2)制动过程：a→b→c→d(3)特点：制动转矩大、制动快，但冲击电流大，需串入电阻，使损耗加大；当转速接近零时，若不及时切断电源，电机将反转，一般用于要求正反转的场合。113.回馈制动当电动机转轴受到外加转矩的作用，让电动机转速超过理想空载转速，使电动机处于发电状态，能量转换关系为系统动能转换为电能反馈给电网。(1)制动原理12(2)制动过程（电车下坡）：a→b(3)特点：电流反向；能量流向变化：电动状态下由电网电能转换为机械能驱动电机工作；制动状态下电机轴上的机械能转换为电能送回电网。不能用来快速停车13例5-6已知

5、某电动机的机械性能如图5.30所示，当电动机与特性2、3、4的负载配合时，平衡点A、B、C、D中哪些是稳定运行点，哪些是非稳定运行点？稳定运行点：A、D非稳定运行点：B、C14155.7直流电动机的驱动控制电路主要讨论功率不大、电压不高、体积较小的微型直流电动机的驱动。包括：（1）永磁式直流电动机（2）电磁式并励直流电动机161.直流电机驱动问题在直流电机驱动电路的设计中，主要考虑的是系统功能和性能。电机是单向还是双向转动？单向转动：一个大功率三极管或场效应管；双向转动：由4个功率元件构成H桥电路来驱动。需不需要调速？不需要调速：继电器或开

6、关即可需要调速：广泛采用PWM脉宽调制技术（1）功能17（2）性能输出电流和电压范围效率，功率管一般工作在饱和或截止状态对控制输入端的影响，可加光耦对电源的影响，注意共态导通问题可靠性18按一个固定频率（周期）来接通和断开电源；根据需要改变一个周期内接通和断开的时间比(占空比)；采用PWM技术构成的无级调速系统，启停时对直流系统无冲击，并且具有启动功耗小、运行稳定的特点。（3）PWM（PulseWidthModulation）调速控制192.直流电机单向起停驱动电路(1)V1高电平时电机启动运转(2)电路(b)增加一级放大，可以有效降低Q1

7、的基极电流，以R3来限制Q2的基极电流(3)D1为续流二极管，D2用来保护晶体管不被反向电动势损坏203.直流电机双向运转H桥驱动电路当S1、S4导通时，S2、S3关断，电机两端加正向电压，可以实现电机的正转或反转制动；当S2、S3导通时，S3、S4关断，电机两端为反向电压，电机反转或正转制动。单电源，可实现四象限的驱动控制(1)直流电动机双向H桥驱动原理21(2)分立元件构成的H桥驱动电路当P1.0=0,P1.1=1时，Q3和Q6导通，而Q4和Q5关断，电动机正转；当P1.0=1,P1.1=0时，Q3和Q6关断，而Q4和Q5导通，电动机反

8、转。22(3)H桥驱动电路性能指标测试直流电动机两端电压与电源电压相比，不应该降低太多；直流电动机通过的电流与电动机直接接电源相比，也不应该降低太多；功率管在长时间满负荷工作时，