自动控制系统的直流调速系统.ppt

当电动机处于稳态运行时，did/dt=0，dn/dt=0，上式可写成 晶闸管整流电路 §6-3 单闭环直流调速系统的限流保护 一、限流保护的组成及工作原理 §6-3 单闭环直流调速系统的限流保护 当负载增加时，由于电流Id的增加，Ud的降低，使Ufi增加、Ufv减少，从而使△U增加（△U=Us-Ufv+Ufi），UK增加，整流装置输出电压Udo增加。并进而使电流增加，电磁转矩Td增加。 2.稳态框图 3.静特性方程式 电流正反馈 电流正反馈 6-31 §6-4 电压负反馈和电流正反馈调速系统 ？ 电压负反馈、电流正反馈系统是怎样提出来的 ? ？ 电压负反馈、电流正反馈系统的结构特点 ? ？ 稳态框图的画法 ? ？ 静特性方程式的求取 ? ？ 系统特点 ? 由电流正反馈产生的第四项，可抵消第二、三项稳态速降，从而减小转速降落，提高机械特性硬度。 正反馈环节容易引起振荡，一般很少单独采用，通常与电压负反馈配合使用，起辅助的补偿作用。 4．特点 6-32 本节要点： §6-4 §6-4 电压负反馈和电流正反馈调速系统 §6-5 小功率有静差直流调速 系统实例分析 一、结构特点和技术数据 系统主要配置Z3系列（电枢电压160V，激磁电压180V）的小型直流他励电动机 6-33 适用于4KW以下直流电动机无级调速 装置的电源电压为单相交流220V 输出电压为直流160V 输出最大电流30A 励磁电压为直流180V，励磁电流为1A 6-34 KZD-II型直流调速系统的组成框图： §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 6-35 具有电压负反馈和电流正反馈环节的调速系统原理图 6-35 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 分析晶闸管调速系统线路的一般顺序是： 主电路→触发电路→控制电路→辅助电路（包括保护、指示、报警等） §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 6-34 主电路 采用单相桥式半控桥整流电路 能够确保的最大直流电压为: Ud=220V×0.95×0.9=188V 平波电抗器Ld: 限制电流脉动，改善换向条件，减少电枢损耗，并使电流连续。 电抗器Ld两端并联一电阻（R11）:减少掣住电流建立的时间。 电动机励磁由单独的整流电路供电. 触发电路 采用由单结晶管（UJT）组成的张弛振荡器。 作用：给直流电动机供电 6-34 二、定性分析 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 6-35 控制电路 放大电路 作用：把微小的偏差电压进行放大 控制信号的综合 采用电压负反馈和电流正反馈环节来代替转速负反馈 反馈形式的选择 控制信号为给定信号Us、电压负反馈信号Ufv和电流正反馈信号Ufi的综合，即ΔU＝Us-Ufv-Ufi。 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 6-36 电流截止保护电路 Id较小时→UI’较小→2CW9截止、V4截止→电流截止负反馈环节不起作用。 Id较大时→UI’较大→2CW9导通、V4导通→有ib →将C1旁路→使ic减小→脉冲后移→Ud减小→限制电流Id的增加。 抗干扰、消振荡环节 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 三、系统的自动调节过程 6-37 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 §6-5 §6-6 速度和电流双闭环直流调速系统 采用比例积分调节器的单闭环调速系统，实现了转速的无静差调速。 6-38 问题的提出 电流截止负反馈虽然能限制起动电流 但随着n↑→E↑→ →Td ↓→n上升慢→ts长 许多生产机械很大一部分时间工作在过渡过程中。有的甚至几秒钟就正反转一次。 6-39 一、双闭环调速系统的组成 为了提高生产效率和加工质量，要求尽量缩短过渡过程时间。 充分利用晶闸管元件和电动机所允许的过载能力，使Id=Idm → Td=Tdm →使n直线上升，→使ts↓。 希望： 电流互感器 §6-6 速度和电流双闭环直流调速系统 6-40 两个环： 电流环—内环 速度环—外环 速度、电流调节器均采用PI调节器，且带限幅。 速度、电流调节器输入输出信号极性的确定 §6-6 速度和电流双闭环直流调速系统 二、双闭环调速系统的工作原理 电流调节器ACR的调节作用 ：稳定电流 稳态时△Ui=-Usi+Ufi=0 自动限制最大电流 Id↑Idm→Ufi↑→ΔUi↓=Usi-Ufi →UC↓→脉冲后移→Ud↓→Id↓ 6-41 §6-6 速度和电流双闭环直流调速系统 能有效抑制电网电压波动的影响 U~↑→Ud↑→Id↑→n↑ →Ufn↑→