电气传动控制技术

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1、第一章电气传动系统的基础第一节直流调速的一般基础第二节交流调速的一般基础第一节直流调速的一般基础1.4对调速系统的控制要求及调速指标1.1直流电动机1.3调速方式及机械特性1.2可控直流电源优点：直流电机调速系统有着成熟的数学模型，调速精度高、应用范围广。具有极好的运行性能和控制特性，良好的起、制动性能，易于在广范围内平滑调速。应用：在轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机、海洋钻机、金属切削机床、造纸机、高层电梯等需要高性能可控电力拖动的领域中得到广范应用。为什么分析直流电机调速系统？电枢绕组直流电动机工作原理演示电动机模型演示注意:电枢和磁场电流总是相差90°磁场电极换向器/电刷1.1

2、直流电动机1.直流电动机的工作原理他励直流电动机自励直流电动机串励电动机并励电动机复励电动机2.直流电动机的分类直流电动机3.直流电动机的调速方式改变电枢回路电阻R减弱励磁磁通Φ调节电枢供电电压U调压调速改变Ud0就得到一组相互平行的机械特性曲线如果连续改变可控电源电压，电动机转速就可以平滑连续地调节。调压调速的特点：机械特性较硬，负载不变时，转速降△n不变由于容许的输出转矩恒定，对于恒转矩性负载的拖动调速，能充分利用电动机的容量由于电枢回路时间常数小，系统的动态响应快，适合于要求快速起、制动的设备的传动系统中，如初轧机、龙门刨床等设备。调压调速改变电枢回路电阻调速改变电枢回路

3、电阻的调速方法就是在电枢回路中串接附加电阻R1、R2……来改变电动机电枢端电压，从而实现调速的目的。abcn2n2

4、速（1）机械特性软，负载变化时转速的波动较大；（2）可控电源容量小，一般为电动机容量的10%以下，电源设备造价低；（3）磁场的时间常数大，系统的动态响应慢，适合于起、制动快速性要求不高的设备的传动控制。改变励磁调速的特点：2021/7/1013三种调速方法的性能比较对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好，无级调速，并且调速范围大。改变电阻只能实现有级调速；减弱磁通也能够实现平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主，最为常见。1.2可控直流电源G-M

5、系统V-M系统PWM系统直流调速系统G-M系统改变发电机励磁电压发电机输出电压直流电动机电枢电压改变电动机转速即旋转变流机组，工作过程如下：2021/7/1016旋转变流机组－－用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。上世纪40～60年代广泛应用。特点：适用于对调速性能要求不高的场合；且一套系统至少包括两台电机和一台励磁发电机，设备多、体积大、效率低、维护不方便。目前很少采用。PWM-M系统交-直型电力机车PWM-M系统信号流动过程：2021/7/1019PWM调速系统特点电源采用不控整流源；系统频带宽，响应速度快，动态抗扰能力强；低速性能好，稳态精度高，调速范

6、围宽，电动机损耗和发热较小；电网功率因数高，效率高；电路简单，控制方便。受器件容量限制，只用于中、小功率的系统。V-M系统21机械特性表达式n—电动机转速（r/min）；Ud0—空载整流电压（V）；Id—电枢电流（A）；R—电枢回路总电阻（）；—励磁磁通（Wb）；Ce—由电机结构决定的电动势常数；no—理想空载转速（r/min）；nop—开环转速降（r/min）；U2—整流变压器副边相电压有效值（V）。对三相零式整流电路，A=1.17；对三相全控桥式整流电路，A=2.34；1.3直流调速系统的调速方式及机械特性2021/7/1022V-M系统调速的三种方式1）调压调速工作条

7、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。nn0OIILUNU1U2U3nNn1n2n3调压调速特性曲线2021/7/10232）调阻调速工作条件：保持励磁=N；保持电压U=UN；调节过程：改变增加电阻RaRRn，n0不变；调速特性：转速下降，机械特性曲线变软。nn0OIILRaR1R2R3nNn1n2n3调阻调速特性曲线2021/7/103）调磁调速工作条件：保持电压U=UN；保持电阻R=Ra