第17单元 晶闸管直流调速系统ppt课件.ppt

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1、第十七单元晶闸管直流调速系统第二节单闭环直流调速系统第一节直流调速系统技术基础第三节转速、电流双闭环调速系统第四节晶闸管-电动机可逆直流调速系统第一节直流调速系统技术基础一、直流电动机调速方案1、直流他励电动机供电原理图图1-1直流他励电动机供电原理图为电源空载电压；为电动机电枢电压；E为电枢电动势；R为电枢回路总电阻，n转速，单位r/min；Φ为励磁磁通；Ke为电动机结构决定的电动势系数。2.直流他励电动机转速方程式中：3、直流他励电动机的调速方法(1)电枢回路串电阻调速特点：损耗较大、有级调速，机械特性较软。(2)弱磁调速特点：只能弱磁，调速范围小

2、(3)变电枢电压调速特点：机械特性上下平移、可平滑地调节转速n，但只能降压调速。是主要的调速方式。（1）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。（2）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。（3）调磁调速nn0OTeTLN123nNn1n2n3调磁调速特性曲线工作条件：保持电压U=UN；保持电阻R=Ra；调节过程：减小励磁Nn，n

3、0调速特性：转速上升，机械特性曲线变软。工程上，常将调压与调磁相结合，可以扩大调速范围。图1-2调压和调磁时的机械特性二、直流电动机调压调速系统的主要方式常用的可控直流电源有以下三种：1、旋转变流机组2、静止可控整流器3、直流斩波器和脉宽调制变换器1、旋转变流机组----用交流电动机拖动直流发电机，以获得可调的直流电压（G-M系统）。组成：由~M拖动=G→=G给=M供电→直流励磁发电机GE给=G和=M励磁。原理：调节→U改变→转速n变化。改变方向，n转向跟着改变。特点：设备多、体积大、费用高、效率低、安装维护不便、运行有噪声。2、静止可控整流器--利

4、用静止的可控整流器(如晶闸管可控整流器)，获得可调的直流电压。（V-M系统）晶闸管整流器可以是单相、三相或多相；电路形式可以是半波、全波、半控、全控等类型；通过调节触发电路的移相电压，可改变整流电压Ud，实现平滑调速。优点:整流装置效率高、体积小、成本低、无噪声。缺点:可逆难；过电压、过电流能力差；谐波电流大。组成：原理：3、直流斩波器和脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变的平均电压。VT工作于开关状态。VT通时，U加到M；VT断时，U与M断开，M经VD续流，两端电压接近于零。平均电压可通过改变V

5、T的导通和关断时间来调节，从而调节M的转速。优点:运行稳定、效率高、静动态性能好；缺点:容量不大原理：1、系统组成开环V-M系统的机械特性2.调节原理调节→改变移相角α→改变→改变。3.开环系统机械特性晶闸管整流器可看成是一个线性的可控电压源特性很软，呈显著的非线性，理想空载转速翘得很高。电流连续时：电流断续时：其中：为转速降，越小，机械特性的硬度越大。取决于电枢回路电阻R及所加的负载大小。机械特性的近似处理方法：(1)在电流连续段：把特性曲线与纵轴的直线交点n0作为理想空载转速。(2)在断续特性比较显著的情况下，可以改用另一段较陡的直线来逼近断续段特

6、性。或直接用连续段特性的延长线来逼近断续段特性。一般可近似的只考虑连续段。三、直流调速系统主要性能指标各种自动化生产机械或系统所提出的性能指标一般都可以分成稳态指标和动态指标。对于调速系统来说也不例外，只是它作为一个特定的系统，其稳态和动态指标有着具体而明确定义。稳态性能指标：主要是要求系统能在最高和最低转速内进行平滑调节，并且在不同转速下工作时能稳定运行，而在某一转速下稳定运行时，尽量少受负载变化及电源电压波动的影响。因此它的指标就是调速系统的调速范围和静差率。动态性能指标：主要是平稳性和抗干扰能力。调速范围生产机械在额定负载时要求电动机提供的最高转

7、速nmax与最低转速nmin之比称为调速范围，用D表示。即：静差率调速系统在某一转速下稳定运行时，负载由理想空载增加到规定负载时，所对应的转速降落Δn与理想转速n0之比，用s表示。即：两者之间的关系是：静态主要性能指标：动态主要性能指标：1）延迟时间td：响应曲线从零至第一次到达稳态值的50%所需要的时间。2）上升时间tr－它有几种定义：输出响应从稳态值的10%到90%所需时间输出响应从稳态值的5%到95%所需时间输出响应从零开至第一次到稳态值所需时间一般对有振荡的系统采用c，对无振荡的系统常用a。3）峰值时间tp：响应曲线从零至第一个峰值所需要的时间

8、。4）调节时间ts：响应曲线从零到达且以后不再超过稳态值的±5％或±2％误差范围所需最小时间。