电力拖动自动控制系统 李华德 绪论新.pptVIP

普通高等教育“十一五”国家级规划教材 电力拖动自动控制系统 Automatic Control System of Electric Drive 21世纪高等院校自动化专业系列教材 电力拖动自动控制系统课件 作者：潘月斗 杨立永 课件使用说明 内容选择 本书分为电力拖动直流调速系统、电力拖动交流调速系统、位置伺服系统、数字拖动自动控制系统4篇。第1篇是本书的基础，第2篇为本书的重点，第3篇和第4篇可作为选修课的内容及应用参考。 绪论 0.1 电力拖动及其自动控制系统 电力拖动定义： 采用动力设备（或称原动机）带动工作机械作形式不同的运动称为拖动，采用电动机作为动力设备的拖动方式称为电力拖动。在工业生产中电力拖动是最主要的拖动方式。 电力拖动及其自动控制系统定义 定义： 具有自动控制和调节工作机械的速度或位移的电力拖动系统称为“电力拖动自动控制系统”，也常称“运动自动控制系统” 。 基本任务： 通过控制和调节电动机的旋转速度或转角来实现工作机械对速度或位移的要求。 电力拖动自动控制系统的基本组成 图0-1 电力拖动（运动）自动控制系统的基本组成情况 电动机在系统中担负着电能转换任务，把输入的电能转换为机械能；机械传动机构是将机械能传递给工作机械。控制装置由电力电子变换器、控制器，以及反馈信息检测装置等组成，用来完成对电动机的转矩、转速及工作机械位移的自动控制，以满足生产工艺的要求。 电力拖动自动控制系统的分类 按被控制量的不同分为两大类： 调速系统 ：以电动机的转速为被控制量的系统叫作调速系统。 位置伺服系统 ：以工作机械的角位移或直线位移为被控制量的系统 ，又叫做位置随动系统。 0.2电力拖动自动控制系统的发展概况与趋势 电力拖动调速系统的发展概况和趋势 1、直流调速系统 直流调速系统经历了以旋转变流机组供电的直流调速系统，到以晶闸管组成的直流供电系统，再到后来的全数字控制的直流调速系统。 限制直流调速系统发展的因素 机械式换向器表面线速度及换向电压、电流有一极限容许值，这就限制了单机的转速和功率 ； 为了使机械式换向器能够可靠工作，往往增大电枢和换向器直径，使得电机体积增大，导致转动惯量加大； 机械式换向器必须经常检查和维修，电刷必须定期更换； 在一些易燃、易爆的生产场合，一些多粉尘、多腐蚀性气体的生产场合不能或不宜使用直流调速系统。 直流调速系统发展趋势 由于直流电动机在应用中存在着这样的一些限制，使得直流调速系统的发展也相应受到限制。但是目前工业生产中许多场合仍然沿用以往的直流电动机，因此在今后相当长的一个时期内直流调速和交流调速并存，直流调速系统还将继续发挥作用。 2、交流调速系统发展概况 电力电子器件 第一代晶闸管元件 ；第二代 GTR、GTO、VDMOS-IGBT等 ；第三代IGBT器件，GTO器件（大功率） ；第四代主要实用的器件有：高压HV—IGBT、IGCT、IEGT等 。脉宽调制（PWM）技术可分为四类，即等宽PWM、正弦PWM（SPWM）、磁链追踪型PWM (SVPWM)及电流滞环跟踪型PWM（CHBPWM）。 矢量控制 微型计算机的控制技术 交流调速系统发展趋势 交流调速取代直流调速已是不争的事实，21世纪必将是交流调速的时代。当前交流调速系统正朝着高电压、大容量、高性能、高效率、绿色化、网络化的方向发展，主要有： 1）高性能交流调速系统的进一步研究与技术 开发； 2）新型拓扑结构功率变换器的研究与技术开发； 3）PWM模式的改进和优化； 4）中压变频装置（我国称为高压变频装置）的开发研究。 电力拖动位置伺服系统的发展概况和趋势 定义： 主要解决被控对象的位置控制问题，根本任务就是 实现执行机构对位置指令准确跟踪，又称位置随动系统 。 发展： 经历了由电液伺服到纯电动的电气伺服，电气伺服 又经历了由模拟到模拟-数字混合再到全数字化伺服的演 进过程。 分类： 根据所驱动电动机不同，又分为直流（DC）位置伺 服系统和交流（AC）位置伺服系统。 电力拖动控制系统的网络控制 当代，控制系统的概念已经不是从前的由一