自动控制原理与系统第十章 自动控制系统的分析、调试与故障的排除ppt课件.ppt

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1、第十章自动控制系统的分析、调试及维护维修第一节自动控制系统的分析步骤第二节自动控制系统的调试步骤和方法第三节自动控制系统的维护与维修主要内容本章主要以双闭环直流调速系统和通用变频器为例，介绍对自动控制系统进行分析的一般步骤与方法、对自动控制系统进行调试的步骤与方法、自动控制系统的维护方法及需要注意的问题。在生产现场，遇到较多的往往是实际系统的验收、安装、调试、运行、维护和故障的排除。这就需要我们根据产品使用说明书和有关的技术知识，遵循科学的方法，并结合以往的经验，对实际系统进行了解、分析与调试，并排除可能出现的故障，使系统处于最佳运行状态。第一节自动控制系统的分析步骤在工

2、程技术上，经常会遇到陌生的控制系统。这时，首先是搞清自动控制系统的工作原理(定性分析)，建立系统的数学模型，然后对系统进行定量的估算和分析。关于分析系统的方法，在前面各章中都已作了说明，现再作一些补充的说明与分析。自动控制系统分析一般包括如下几个方面的内容：一、了解工作对象对系统的要求这些要求通常是：1．系统或工作对象所处的工况条件①电源电压及波动范围［例如三相交流380(1±10%)V］②供电频率及波动范围［例如(50±1)Hz］；③环境温度(例如-20～+40°C)；④相对湿度(例如≤85%)；⑤海拔高度(例如≤1000m)等。2．系统或工作对象的输出及负载能力①额定

3、功率(例如60kW)及过载能力(例如120%②额定转矩（例如100N·m)及最大转矩(例如150%额定转矩)；4．系统或设备可能具备的控制功能点动，自动循环，半自动循环，各分部自动循环，爬行微调，联锁，集中控制与分散控制，平稳起动、迅速制动停车，紧急停车和联动控制等。5．系统或设备可能具有的保护环节过电流保护，过电压保护，过载保护，短路保护，停电(或欠电压)保护，超速保护，限位保护，欠电流失磁保护，失步保护，超温保护和联锁保护等。6．系统或设备可能具有的显示和报警功能电源通、断指示，开、停机指示，过载断路指示，缺相指示，风机运行指示，熔丝熔断指示和各种故障的报警指示及警铃

4、等。7．工作对象的工作过程或工艺过程在了解上述指标和数据的同时，还应了解这些数据对系统工作质量产生的具体的影响。例如造纸机超调会造成纸张断裂；轧钢机的过大的动态速降会造成明显的堆钢和拉钢现象；仿形加工机床驱动系统的灵敏度直接影响到加工精度的等级；再如传动试验台的调速范围就关系到它能适应的工作范围等。在提出这些指标要求时，一般应该是工作对象对系统的最低要求，或必需的要求；因为过高的要求，会使系统变得复杂，成本显著增加。而系统的经济性，始终是一个必须充分考虑的因素。而在调试系统时，则应留有适当的裕量；因为系统在实际运行时，往往会有许多无法预计的因素。同时还要估计到各种可能出现

5、的意外故障，并采取相应的措施，以保证系统能安全可靠地运行。同样，系统的可靠性，也是一个始终必须充分考虑的因素。二、搞清系统各单元的工作原理对一个实际系统进行分析，应该先作定性分析，后作定量分析。即首先把基本的工作原理搞清楚，这可以把电路分成若干个单元，对每一个单元又可分成若干个环节。这样先化整为零，弄清每个环节中每个元件的作用；然后再集零为整，抓住每个环节的输入和输出两头，搞清各单元和各环节之间的联系，统观全局，搞清系统的工作原理。1)主电路主电路的主要作用是为直流电动机电枢绕组和励磁绕组提供可调的稳定的直流电压。首先根据晶闸管的相控整流的基本知识分析系统中采用的是那种相

6、控整流，再根据电力电子技术的基本知识判断主电路需要具有哪些保护环节，并根据系统应该具有的保护措施及需要配备的报警、显示、自动跳闸等功能逐级展开分析。因为主电路采用晶闸管整流，则还应考虑晶闸管整流时的谐波成分对电网的有害的影响；因此，通常要在交流进线处串接交流电抗器或通过整流变压器供电。2)检测电路这部分主要包括传感器、信号调理电路和信号变化电路。首先根据前面所述的工作对象对系统的要求分析系统需要检测哪些物理量（如转速、电流）。然后分析检测这些物理量使用的传感器类型，在根据传感器与检测技术的基本理论分析和相应的信号调理电路和信号变换电路。3)触发电路主要围绕主电路的晶闸管相

7、控整流的类型和电力电子技术中整流电路对晶闸管触发电路的要求，分析触发电路的移相特性（即移相范围和线性度）、控制电压的极性与数值以及它与晶闸管输出电压的关系。此外、还应考虑同步电压的选择，同步变压器与主变压器相序间的关系（钟点数），以及触发脉冲的幅值和功率如何满足晶闸管的要求。4)控制电路它是自动控制系统的中枢部分，它的功能将直接影响控制系统的技术性能。对调速系统主要采用电流和转速双闭环控制；对恒张力控制系统，除了电流、转速闭环外，还要再设置张力闭环控制；对随动系统，除位置闭环外，还可设置转速闭环。若对系统要求较高时，还可设置微