第2章 转速反馈控制的直流调速系统ppt课件.ppt

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1、第1篇直流调速系统电力拖动自动控制系统—运动控制系统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。调速方法有3种引言2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。第2章介绍转速反馈控制的直流调速系统引言3内容提要直流调速系统用的可控直流电源稳态调速性能指标和直流调速系统的机

2、械特性转速反馈控制的直流调速系统直流调速系统的数字控制转速反馈控制直流调速系统的限流保护转速反馈控制直流调速系统的仿真第2章转速反馈控制的直流调速系统42.1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-电动机系统晶闸管整流器-电动机系统简称为V-M系统52.1.1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Ud由Uc控制6在理想情况下，Ud和Uc之间呈线性关系：（2-1）式中，Ud——平均整流电压，Uc——控制电压，Ks——晶闸管整流器

3、放大系数。从5个方面分析该系统性能2.1.1晶闸管整流器-电动机系统71．触发脉冲相位控制直流电压调节控制电压Uc，移动触发装置GT输出脉冲的相位，改变可控整流器VT输出瞬时电压ud的波形，以及输出平均电压Ud的数值。为电机提供电压。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统8(2-2)式中E——电动机反电动势(V)；id——整流电流瞬时值(A)；L——主电路总电感(H)；R——主电路总电阻(Ω)；上式可用等效电路表示。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统9图2-2V-M系统主电路的等效电路图2.1.1晶闸

4、管整流器-电动机系统Ud由电路结构与控制角决定10整流电路单相全波三相半波三相桥式（全波）m236表2-1不同整流电路的整流电压波峰值、脉冲数及平均整流电压2.1.1晶闸管整流器-电动机系统电压波形是脉动的，电流也是脉动的112．电流脉动及其波形的连续与断续在整流变压器二次侧额定相电压u2的瞬时值大于反电动势E时，晶闸管才可能被触发导通。导通后如果u2降低到E以下，靠电感作用可以维持电流id继续流通。由于电压波形的脉动，造成了电流波形的脉动。下面3个波形图反应了电流脉动。2.1.1晶闸管整流器-电

5、动机系统12图2-3带负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形2.1.1晶闸管整流器-电动机系统13在Id上升阶段，电感储能；在Id下降阶段，电感中的能量将释放出来维持电流连续。图2－4V-M系统的电流波形(a)电流连续2.1.1晶闸管整流器-电动机系统14图2－4V-M系统的电流波形（b）电流断续当负载电流较小时，电感中的储能较少，等到Id下降到零时，造成电流波形断续。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统15抑制电流脉动的措施（1）增加整流电路相数，或采用多重化技术；（2）设置电感量足够大的平

6、波电抗器。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统163．晶闸管整流器-电动机系统的机械特性当电流波形连续时，V-M系统的机械特性方程式为（2-7）式中，Ce——电动机在额定磁通下的电动势系数2.1.1晶闸管整流器-电动机系统17图2-5电流连续时V-M系统的机械特性2.1.1晶闸管整流器-电动机系统18图2－6V-M系统机械特性在电流连续区，显示出较硬的机械特性；在电流断续区，机械特性很软，理想空载转速翘得很高。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统194．晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数晶闸管触

7、发电路和整流电路的特性是非线性的。在设计调速系统时，只能在一定的工作范围内近似地看成线性环节，得到了它的放大系数和传递函数后，用线性控制理论分析整个调速系统。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统20放大系数的计算图2-7晶闸管触发与整流装置的输入输出特性和Ks的测定（2-12）2.1.1晶闸管整流器-电动机系统21晶闸管触发和整流装置的输入量是ΔUc，输出量是ΔUd，晶闸管触发和整流装置的放大系数Ks可由工作范围内的特性斜率决定。如果没有得到实测特性，也可根据装置的参数估算.失控时间和纯滞后环节滞后

8、作用是由晶闸管整流装置的失控时间引起的。失控时间是个随机值。最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统22图2－8晶闸管触发与整流装置的失控时间2.1.1晶闸管整流器-电动机系统23最大失控时间(2-13)平均失控时间式中，f——交流电源频率(Hz)，m——一周内整流电压的脉波数。2.1.1晶闸管整流器-电动机系统24整流电路形式最大失控时间Tsmax(ms)平均失控时间Ts(ms)单相半波单相桥式（全波