电力拖动控制之单闭环控制的直流调速系统.pptxVIP

直流调速系统;直流电机转速方程:;（1）调压调速;（2）调阻调速;;※自动控制直流调速系统往往以调压调速为主。

;第2章单闭环控制直流调速系统;

晶闸管整流器——用可控整流器，以取得可调直流电压。

直流脉宽调制变换器(PWM)——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件进行脉宽调制，以产生可变平均电压。;2.1.1晶闸管整流器-电动机系统;思索：

1半控整流，电机可运行哪些象限？

2全控整流，电机可运行哪些象限

3若要四象限运行，可怎样改进？;晶闸管-电动机系统机械特征;（1）电流连续情况;（2）V-M系统完整机械特征;晶闸管触发和整流装置放大系数和传递函数;（1）晶闸管触发和整流装置放大系数计算;假如不可能实测特征，可依据装置参数估算。

比如：

设触发电路控制电压调整范围为

Uc=0~10V

相对应整流电压改变范围是

Ud=0~220V

可取Ks=220/10=22;（2）晶闸管触发和整流装置传递函数;晶闸管触发与整流失控时间分析;最大可能失控时间就是两个相邻自然换相点之间时间，与交流电源频率和整流电路形式相关，由下式确定:

;Ts值选取;用单位阶跃函数表示滞后，则晶闸管触发与整流装置输入-输出关系为

;上式中包含指数函数，它使系统为非最小相位系统，分析和设计麻烦。为了简化，先将该指数函数按台劳级数展开，则变成

;晶闸管触发与整流装置动态结构;V-M系统特点(与G-M系统相比较);V-M系统问题;思索：

（1）什么是电压系数，不可逆PWM变换电路电压系数是什么？

（2）P57（2-1）;机械特征方程;PWM调速系统机械特征;2PWM控制与变换器数学模型;当开关频率为10kHz时，T=0.1ms，在普通电力拖动自动控制系统中，时间常数这么小滞后步骤能够近似看成是一个一阶惯性步骤，所以,;3电能回馈与泵升电压限制;泵升电压产生原因;泵升电压限制;限流电阻，

延时开关;※PWM系统特点;※PWM系统特点（续）;小结;1.控制要求;2.调速指标;静差率：当系统在某一转速下运行时，负??由理想空载增加到额定值时所对应转速降落?nN与理想空载转速n0之比，称作静差率s.

;3.静差率与机械特征硬度区分;4.调速范围、静差率和额定速降之间关系;而调速范围为;eg1:某直流调速系统电动机额定转速为

nN=1430r/min，额定速降?nN=115r/min，当要求静差率30%时，允许多大调速范围？假如要求静差率20%，则调速范围是多少？假如希望调速范围到达10，所能满足静差率是多少？;2.2.2开环直流调速系统机械特征;;机械特征;开环调速系统稳态结构图;;eg2:某龙门刨床工作台拖动采取直流电动机，其额定数据以下：60kW、220V、305A、1000r/min，采取V-M系统，主电路总电阻R=0.18?，Ra=0.05?，假如要求调速范围D=20，静差率5%，采取开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统额定速降最多能有多少？

;2.3转速反馈控制直流调速系统;2.3.1转速反馈控制直流调速系统数学模型;1．转速反馈控制直流调速系统静特征;电压比较步骤;反馈控制静特征方程式;转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图;2．转速反馈控制直流调速系统动态数学模型;建立系统动态数学模型基本步骤以下：

（1）列出描述该步骤动态过程微分方程；

（2）求出各步骤传递函数；

（3）组成系统动态结构图并求出系统传递函数。;（1）UPE步骤传递函数;（2）直流电动机传递函数;电机轴上动力学方程为 ;—电枢回路电磁时间常数，s；

—电力拖动系统机电时间常数，s。;整理后得;取等式两侧拉氏变换，得电压与电流间传递函数;电枢回路动态结构图;n(s);直流闭环调速系统中其它步骤还有百分比放大器和测速反馈步骤，它们响应都能够认为是瞬时，所以它们传递函数就是它们放大系数，即;（4）闭环调速系统动态数学模型;（5）反馈控制调速系统闭环传递函数;（6）反馈控制闭环直流调速系统稳定条件