第三章 单闭环直流调速系统.ppt

第三章 单闭环直流调速系统; 专业技术基础课程。 了解各类电机的基本结构。 理解电机中的能量转换关系。 掌握电机稳态运行时的分析方法和运行性能。 理解电机稳态运行时各种参数的物理意义，并 能熟练应用等效电路和相量图。 通过实验，掌握电机的基本实验方法和电机 使用的基本技能。;教学内容;3.1 直流调速系统用的可控直流电源;3.1.1 晶闸管整流器-电动机系统;在理想情况下，Ud和Uc之间呈线性关系： （3-1） 式中， Ud——平均整流电压， Uc ——控制电压， Ks——晶闸管整流器放大系数。 ;1．触发脉冲相位控制;2．电流脉动及其波形的连续与断续;抑制电流脉动的措施;3．晶闸管整流器-电动机系统的机械特性;图3-2 电流连续时V-M系统的机械特性;4．晶闸管触发和整流装置的放大系数  和传递函数;失控时间和纯滞后环节;图3－4 晶闸管触发与整流装置的失控时间 ;最大失控时间 ;;晶闸管触发电路与整流装置的传递函数;传递函数的近似处理;5. 晶闸管整流器运行中存在的问题;3.1.2 直流PWM变换器-电动机系统;图3-5 有制动电流通路的不可逆PWM变换器-直流电动机系统;;一般电动状态;图3-5 有制动电流通路的不可逆PWM变换器-直流电动机系统;制动状态 ; (d) 轻载电动状态的电流波形 ;轻载电动状态 ;1. 直流PWM调速系统的机械特性;图3-12 直流PWM调速系统（电流连续）的机械特性;2．PWM控制器与变换器的动态数学模型;传递函数 ;4．直流PWM调速系统的电能回馈和泵升电压;对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高，称作“泵升电压”。 系统在制动时释放的动能将表现为电容储能的增加， 要适当地选择电容的电容量，或采取其它措施，以保护电力电子开关器件不被泵升电压击穿。 ;3.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性;3.2.1转速控制的要求和稳态调速性能指标;;;3. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系;开环调速系统中各环节的稳态关系如下： 电力电子变换器 直流电动机 开环调速系统的机械特性为 ;图3-17 开环直流调速系统的机械特性;3.3.1 转速反馈控制直流调速系统的数学模型;电压比较环节 比例调节器 测速反馈环节 电力电子变换器 直流电动机 ;静特性方程式;图3-19 转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图;3.3.2 比例控制的直流调速系统;（1）闭环系统静特性可以比开环系统  机械特性硬得多;（2）闭环系统的静差率要比开环系统  小得多;（3）如果所要求的静差率一定，则闭环系统可以大大提高调速范围;比例放大器的传递函数 电力电子变换器的传递函数 测速反馈的传递函数;直流电动机动态数学模型;图3-23 转速反馈控制直流调速系统的动态结构框图;转速反馈控制的直流调速系统的开环传递函数;转速反馈控制直流调速系统的闭环传递函数;3．比例控制闭环直流调速系统的 动态稳定性;3.3.3 比例积分控制的规律;在闭环调速系统中，采用PI调节器输出部分Uc由两部分组成， 比例部分①和ΔUn成正比， 积分部分②表示了从t=0到此时刻对ΔUn(t)的积分值， Uc是这两部分之和。;3.4 带电流截止负反馈环节的直流调速系统;2．系统的静特性;图3-41 带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的静特性