电拖控终极复习课件.ppt

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1、直流电动机的稳态转速式中n——转速（r/min）;U——电枢电压（V）；I——电枢电流（A）；R——电枢回路总电阻(Ω）；φ——励磁磁通（Wb）；Ke——由电机结构决定的电动势常数。调节直流电动机转速的方法（1）调节电枢供电电压；（2）减弱励磁磁通；（3）改变电枢回路电阻。自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。2.1直流调速系统用的可控直流电源晶闸管整流器-电动机系统直流PWM变换器-电动机系统2.1.1晶闸管整流器-电动机系统图2－1晶闸管整流器-电动机调速系统（V-M系统）原理图3．晶闸管整流器-电动机系统的机械特性当

2、电流波形连续时，V-M系统的机械特性方程式为式中，电动机在额定磁通下的电动势系数电枢电阻2.1.2直流PWM变换器-电动机系统全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式,形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统。与V-M系统相比，PWM调速系统在很多方面有较大的优越性。直流PWM调速系统的应用日益广泛，特别在中、小容量的高动态性能系统中，已经完全取代了V-M系统。PWM调速系统的优越性。主电路简单，需要的电力电子器件少开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动

3、机损耗及发热较小低速性能好，稳速精度高，调速范围宽若与快速相应的电动机配合，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强电力电子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，装置效率高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．PWM变换器的工作状态和电压、电流波形脉宽调制变换器的作用是：用脉冲宽度调制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平均输出电压的大小，以调节电动机转速。PWM变换器电路有多种形式，总体上可分为不可逆与可逆两大类。图2-10简单的不可逆PW

4、M变换器-直流电动机系统不可逆PWM变换器-直流电动机系统不允许电流反向续流二极管VD的作用只是为id提供一个续流的通道。如果要实现电动机的制动，必须为其提供反向电流通道。图2-11有制动电流通路的不可逆PWM变换器-直流电动机系统图2-11(a)所示电路之所以为不可逆是因为平均电压Ud始终大于零，电流虽然能够反向，而电压和转速仍不能反向。如果要求转速反向，需要再增加VT和VD，构成可逆的PWM变换器-直流电动机系统。2.2稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性对于调速系统转速控制的要求：（1）调速——在一定的最高转速和最

5、低转速范围内调节转速；（2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动；（3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。2.2.1转速控制的要求和稳态调速性能指标1、调速范围生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用字母D表示，即nmax和nmin是电动机在额定负载时的最高和最低转速对于少数负载很轻的机械，也可用实际负载时的最高和最低转速。2、静差率s当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定

6、值所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比：用百分数表示图2-14不同转速下的静差率特性a和b的硬度相同，特性a和b额定速降相同，特性a和b的静差率不相同。3.调速范围、静差率和额定速降之间的关系对于同一个调速系统，ΔnN值是定值。要求s值越小时，系统能够允许的调速范围D也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。2.2.2直流调速系统的机械特性开环调速系统，即无反馈控制的直流调速系统。调节控制电压Uc就可以改变电动机的转速。晶闸管整流器和PWM变换器都是可控的直流电源，用UPE来统一表

7、示可控直流电源。图2－15开环调速系统的原理图机械特性开环调速系统中各环节的稳态关系如下：电力电子变换器直流电动机开环调速系统的机械特性为图2-17开环直流调速系统的机械特性2.3转速反馈控制的直流调速系统根据自动控制原理，将系统的被调节量作为反馈量引入系统，与给定量进行比较，用比较后的偏差值对系统进行控制，可以有效地抑制甚至消除扰动造成的影响，而维持被调节量很少变化或不变，这就是反馈控制的基本作用。1．转速反馈控制直流调速系统的静特性图2-18带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图电压比较环节比例调节器测速反馈环节电力电子变

8、换器直流电动机Kp——比例调节器的比例系数α——转速反馈系数（V·min/r）静态特性方程式式中:闭环系统的开环放大系数闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系。转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图（b）只考虑给定作用时的闭环系统（c）只考