直流调速系统概述.ppt

直流电机 改变电压调速 3.调速平滑性 直流调速系统各部分作用 1.给定电路：调节给定电压值，实现调速。 2.调节器：通过输入给定电压和转速反馈信号，产生控制信 号，控制触发电路的触发脉冲产生时间。 3.触发电路：产生触发脉冲控制晶闸管的导通。 4.晶闸管整流电路：产生可变的直流电压实现直流电动机的 调速。 5.速度检测装置：将转速信号反馈至调节器输入端，使直流调速系统构成闭环系统。（测速发电机、旋转编码器） 双闭环直流调速系统 双闭环直流调速系统构成 双闭环有两个闭环： 1.速度环（ASR）——外环（主环） 输入信号：给定信号和转速反馈信号 作用：稳定转速 2.电流环（ACR）——内环（副环） 输入信号：速度调节器输出信号和主电路电流反馈信号 作用：维持系统电流恒定 直流调速系统概述 概述 1.什么是调速？ 将调节电动机转速，以适应生产要求的过程称之为调速。 2.什么是调速系统？ 用于完成调速这一功能的自动控制系统就被称为是调速系统。 电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速。 比如：在加工毛坯工件时，为了防止工件表面对刀具的磨损，因此加工时要求电机低速运行。 而在对工件进行精加工时，为了要缩短加工时间，提高产品的经济效益，因此此时要求电机高速运行。 3.为什么要调速？ 4.两大调速系统 （1）交流调速（变频调速） 特点：交流电机结构简单，维护方便，造价低 应用：主要应用在调速精度要求不高的场合 （2）直流调速 特点： ①直流调速易实现 ② 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节 ③直流调速转矩大 5.直流调速应用 （1）无缝钢管生产 （2）造纸机 （3）纺织机 一、直流电机结构 直流电机主要由定子和转子两大部分构成。 1.定子 主磁极：产生主磁场 ，由铁心和励磁绕组构成 换向磁极：改善换向。 电刷装置：把直流电压和直流电流引入 机座和端盖：起支撑和固定作用。 定子 2.转子（电枢） 转子 电枢铁心：主磁路的一部分，放置电枢绕组。 电枢绕组：是电路部分。 换向器：实现直流与交流的互换 转轴 轴承 按励磁方式分 二、直流电机分类 三、直流调速方案 1.直流电动机的转速公式： Ua:电枢电压 Ia:电枢电流 Ra:电枢回路的总电阻 Φ:励磁磁通 Ce:由电机结构决定的电动势系数 2.直流电动机的调速方式有三种： (1)调压调速（恒转矩调速）（额定转速以下调速） ①晶闸管可控整流 ②直流斩波 (2)弱磁调速（恒功率调速） (3)电枢回路串电阻调速 ※由于串电阻调速和弱磁调速都会使直流他励电机的机械特性变软，所以在实际应用中通常采用的是变电压调速。 晶闸管整流电路实现调压调速特点 优点：晶闸管整流装置经济、可靠，门极可直接采用电子电路控制，响应速度为毫秒级。 缺点（1）由于晶闸管的单向导电性，它不允许电流反向，给系统的可逆运行造成困难。 （2）当晶闸管导通角很小时，系统的功率因素很低，并产生较大的谐波电流，从而引起电网电压波动殃及同电网中的用电设备，造成“电力公害”。 电枢回路串电阻调速 Ra n n0 T 电枢回路串电阻调速需 在电枢中串入专用电阻，电阻增大 则转速下降，因此 n 只能下调。 特点：(1) 设备简单，操作方便。 (2)机械特性软，稳定性差。 (3)能量损耗大，只用于小型直流机。 Ra + R 电阻增大 改变磁通调速 保持电枢电压U不变，改变励磁电流If (调Rf)以改变磁通? 。 Rf?? If?? ? ? ? n? 采用减少励磁电流(减弱磁通)的方法调速, 即 减小磁通，n只能上调。 TL T n （ 减小） Rf 增 加 ? O n0 n0 电压降低 Tc 特性曲线 n0 n T 0 改变电压调速的特点: (1)工作时电压不允许超过UN 所以调速只能向下调。 (2)机械特性较硬，并且电压降低后硬度不变，稳定性好。 四、直流调速系统性能指标 1.静差率S 静差率S是指空载转速与额定负载转速之差与理想空载转速的比值，它反映了电动机转速稳定程度。 2.调速范围D 电动机在额定负载下进行调速时，在满足静差率要求的前提下，所能达到的最高转速与最低转速之比称为调速