直流调速技术 教学课件 作者 李国伟第二章.ppt

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1、什么是开环？什么是闭环？人闭眼去拿杯子相当于开环控制系统，睁眼拿杯子相当于闭环控制系统。实训1开环直流调速系统的接线与调试§2-2开环直流调速系统的稳态性能分析§2-1开环直流调速系统的结构及原理实训2直流调速柜开环系统的调试与故障排除§2-1开环直流调速系统的结构及原理1．掌握开环直流调速系统各组成部分的结构及原理。2．掌握开环直流调速系统的工作原理及系统的自动调节原理。3．了解开环直流调速系统的机械特性。开环控制系统定义：指系统的控制输入不受输出影响的系统。开环控制系统又称为无反馈控制系统。开环直流调速系统是控制直流电动机转速的开环控制系统。开环直流调速系统特点：

2、结构简单、容易实现、成本较低。a）自动洗衣机b）民用电梯开环直流调速系统的应用一、开环直流调速系统的组成及原理1．系统的组成开环调速系统的组成开环直流调速系统的结构原理图（1）晶闸管可控整流电路VT晶闸管可控整流电路VT是由半控型器件晶闸管构成的可控整流电路，它将输入的固定交流电变为大小可控可调的直流电。一般小容量系统中用单相可控整流电路，将单相220V、50Hz交流电变成0~198V可调的直流电；中、大容量系统中用三相可控整流电路，将三相380V、50Hz交流电变成0~513V可调的直流电。三相全控桥式整流电路（2）直流电动机M电动机可以采用他励直流电动机，其电枢绕

3、组由晶闸管可控整流电路提供可调直流电压，励磁绕组通过固定直流电压提供励磁电压。直流电动机a)直流电动机的实物图b)直流电动机的绕组（3）晶闸管触发电路GT晶闸管触发电路主要形式有单结晶体管触发电路、正弦波触发电路、锯齿波触发电路、集成触发器等。通常采用锯齿波触发电路给三相全控桥六个晶闸管提供六个相位依次相差60°的双窄脉冲。晶闸管触发电路（4）给定电位器给定电位器是给晶闸管触发电路提供一个0～±15V的可调直流电压Uc，从而改变触发电路输出脉冲的相位。给定电位器a)电位器实物图b)给定电位器实验用电路图（5）继电保护电路继电保护电路包括过压保护、过流保护及通电顺序保护

4、等部分，其主要作用是当电路中出现过高电压或过大电流时，通过电压互感器及过流继电器起到保护主电路中晶闸管等器件的作用。构成可控整流电路的核心器件是晶闸管，其容量大，能够承受较高的电压和流过较大的电流。例如，在每个晶闸管桥臂电源侧加上熔断器，防止过流烧坏晶闸管；或在每个晶闸管两端并联阻容吸收电路，对晶闸管起到过压保护作用。整流电路中晶闸管的保护电路2．基本工作原理开环直流调速系统的结构原理图当电动机负载转矩TL发生变化时，电动机的转速n也发生变化，其直流电动机内部自动调节的具体过程如下所示：负载变化时直流电动机内部自动调节过程当负载转矩减小时，电动机内部的自动调节过程又是

5、怎样的？二、开环机械特性1．电动机电流连续时的情况（1）当电流连续时，开环直流调速系统的转速公式为：式中n0—理想空载转速；Δn—转速降落；Ce—电动势放大系数，。（2）机械特性机械特性指直流电动机供电电压（电枢供电电压和励磁电压）不变时，转速n和电磁转矩Te之间的关系。改变控制角，给电动机的供电电压Ud随之发生变化，机械特性曲线平行移动，得到一簇平行的直线。电流连续时V-M系统的机械特性①机械特性与纵轴交点为理想空载速，电枢供电电压越大，理想空载转速越高。②机械特性硬度和△n有关，△n越小，系统的机械特性越硬，特性曲线斜率越小。2．电动机电流断续时的情况电流断续时

6、V-M系统的机械特性§2-2开环直流调速系统的稳态性能分析1．了解对自动控制系统的性能要求。2．掌握调速系统的主要性能指标。3．了解开环调速系统调速时存在的问题。一、对自动控制系统的性能要求1．稳定性（1）稳定系统（2）不稳定系统系统的稳定性a）稳定系统b）不稳定系统（3）分析系统的稳定性时的注意事项1）系统的稳定性分析只针对闭环系统，所以开环系统一般不存在稳定性的问题。2）通常用最大超调量σ和振荡次数N作为反映稳定性的性能指标，一般这两个指标数值越小，系统的稳定性就越好。2．准确性准确性是指当系统重新达到稳定状态后，其输出量保持的精度，反映了系统的准确程度。一般自动

7、控制系统输出量偏差越小，准确度越高。系统的准确性a）有静差系统b）无静差系统3．快速性快速性是指系统从一种稳定状态达到新的稳定状态过渡过程时间的长短。系统的动态响应曲线二、调速系统的稳态性能指标（1）调速（2）稳速（3）加、减速1．稳态性能指标（1）调速范围D调速范围指电动机在额定负载下，生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和nmin之比，即nmax—电动机额定负载时的最高转速，一般为额定转速nN；nmin—电动机额定负载时的最低转速。（2）静差率s调速系统静差率指当电动机在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载