机床电气控制第7讲讲解.ppt

* 第七讲 电气调速系统 陈光胜 教师邮箱:Cgs-168@163.com、 学生邮箱:Dqkz2012@126.com PASS:shlgjxxy * §1 概述 §2直流电动机的调速控制 §3 交流电动机的调速控制 电气调速系统 * 电气调速概述 1 调速的意义 提高产品质量 提高工作效率 节约能源 2 机床调速的方法 机械有级或无级 机械电气结合有级或无级 电气无级调速系统 3 电气无级调速特点 调速范围宽 稳定性好 控制灵活 远程控制 一、调速的基本概念 * 调速：调速即速度调节，是指在电力系统中人为改变电动机的转速，以满足机械在不同工况下的转速要求。 n T T3 T 2 T3 n1n2n3 转速 A1： 负载特性 A2 A3 转矩 机械特性 电动机调速 图 开环调速系统结构 * 稳速：使电动机的转速始终不受外界干扰，始终能精确地保持在给定数值上，即速度稳定。 闭环调速系统结构 * 二、电动机无级调速的类型 按电源种类可分为直流和交流两大类。直流调速系统通常有以下几类： (1)直流发电机—直流电动机(G—M)系统 (2)交磁放大机—直流电动机(SKK—M) 系统 (3)晶闸管—直流电动机(SCR—M)系统 (4)脉宽调制—直流电动机(PWM)系统 * 电机的转矩T、转速n功率P的关系通式为 式中 Km——与电机结构及特性有关常数。 恒功率调速特性 恒转矩调速特性 * 三、调速的性能指标 调速范围（D） 在额定负载下，电动机能提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比，与机械特性的调速软硬度有关。即： * 2.调速的平滑性 调速的平滑性亦称公比，它是用某一个转速ni与能够调到的最临近的转速ni-1之比来评价的。以字母φ表示。即： * 3.静差度（S） 静差度即速度的稳定度。 电动机在某一转速下运行时，机械负载由理想空载变到额定负载所产生的转速降落△ne，与理想空载转速n0之比，即是衡量转速随负载变动的静态指标。静差度S表示： 式中ne——额定负载下的实际转速。 * 机械特性软硬度 电机机械特性：力矩大小发生变化的时，转速受到影响的特性。 机械特性软： 转速变化量大 机械特性硬： 转速变化量小 图4-6 转速与S的关系 * 4.调速的经济性 调速的经济性指标，一般是根据设备费用、能源损耗、运行及维护费用多少来综合评价的。 * 四 直流电动机的调速控制 小型直流电动机 直流电动机剖开原理图 * Rd Id Id F Ud Ed Φ 1、直流电机的机械特性分析 * 1、直流电机的机械特性分析 他励直流电动机有以下方程： Ud=Ed+IdRd Ed=Ce Φ n T=Ct Φ Id Ud——电动机的电枢电压 Ed——电动机反电动势 T——电动机的电磁转矩 Ce——电动机的电势常数 Ct——电动机的转矩常数 Φ——主磁极的磁通 Id——电枢电流 Rd——电枢绕组电阻 Ud Ed Id Ul Il M Rd （1） 基本方程 * （2） 直流电机的机械特性方程 直流电动机的机械特性方程 n0——理想空载转速 Kt——机械特性斜率 △n—转速降落 * 2 直流电机调速方法 1）. 改变电枢电路外串电阻R Rd Id Id F Ud Ed Φ Rd Id Id F Ud Ed Φ 增大Rd * 缺点: 电阻愈大则机械特性愈软，稳定度愈低； 在空载或轻载时，调速范围不大,实现无级调速困难； 在调速电阻上消耗大量电能等。 增大Rd * 2）﹒改变电动机电枢供电电压U Rd Id Id F Ud Ed Φ 增大Ud * 特点： （1）电压连续变化，转速可平滑无级调节； （2）调速特性与固有特性互相平行，机械特性硬度不变，调速的稳定度较高，调速范围较大。 （3）适合于对恒转矩负 载进行调速； （4）调节电枢电压可用 来启动电机。 增大Ud * 3） ﹒改变电动机主磁通Φ Rd Id Id F Ud Ed Φ 增大Φ * 3） . 改变电动机主磁通Φ 特点： （1）可以平滑无级调速； （2）调速特性较软； （3）减小Φ ，不影响启动电流； （4）启动性能减弱； （5）适合应用于恒功率调速场合。 * 3） ﹒改变电动机主磁通Φ 增大Φ 增大Φ 可见： 恒功率调节 * 3 直流电动机的功率驱动 功率器件:晶闸管、晶体管 三相零式电路调速原理 1）晶闸管功率驱动 * 2）晶体管放电大路 * 1.转速负反馈晶闸管调速系统(SCR-M) (1)转速负反馈ＳＣＲ-M系统的组成和工