《直流传动控制系统》课件.ppt

**************四象限拓扑双向功率流四象限拓扑允许电机在所有四个象限中运行，包括正向和反向的电动和发电模式。再生制动电机可以作为发电机，将能量反馈回电源，提高能量效率。高效率通过减少能量损耗，提高系统整体效率。直流电机电力变换器电力变换器将直流电源转换为直流电机所需的直流电压和电流。电力变换器是直流电机控制系统的重要组成部分，它负责控制电机的速度、转矩和方向。电力变换器主要包括整流器、滤波器、逆变器等部件。整流器将交流电源转换为直流电源，滤波器将直流电源中的纹波滤除，逆变器将直流电源转换为所需的直流电压和电流。单象限变换器结构单象限变换器主要由功率开关器件、整流桥、滤波器、控制电路等组成。它可以将直流电源的电压转换为可控的直流电压或交流电压，并提供单向的功率传输。功能单象限变换器只能将直流电源的能量转换为其他形式的能量，不能反向转换。例如，它可以将直流电压转换为可控的直流电压，为电机提供驱动能量。二象限变换器能量流向二象限变换器可以将直流电源的能量转换为直流负载，并能将直流负载的能量反馈回直流电源。典型应用二象限变换器通常用于再生制动系统，例如电动汽车和电力机车。四象限变换器双向功率传输四象限变换器可以实现双向功率传输，即电机可以作为电动机和发电机运行。能量再生通过将电机产生的能量反馈回电网，实现能量再生，提高能源利用效率。精确控制四象限变换器能够精确控制电机速度、转矩和功率，满足各种应用需求。直流电机控制系统的主要参数11.电压环参数控制电机电压，保证电机的正常运行。22.速度环参数控制电机转速，实现对电机转速的精准控制。33.电流环参数控制电机电流，防止电机过载或过流。电压环闭环控制电压环通过闭环控制来稳定直流电机电枢电压。电压反馈电压环通常使用电压传感器来测量电机电枢电压，并将反馈值与参考电压进行比较。控制算法控制算法根据电压误差计算控制信号，调节电力变换器输出电压，以保持电机电枢电压稳定。调节速度电压环可以快速响应电压波动，确保电机稳定运行，并可以调节电机速度。速度环速度控制速度环控制电机速度，实现目标转速。反馈信号速度传感器反馈电机实际转速。PID控制PID控制器调整电机电压，以达到目标转速。电流环作用电流环主要用于控制电机的电流，确保电机运行在安全范围内。它通过对电机电枢电流进行反馈，并根据设定值和实际电流的偏差，调节驱动电路的输出电压。实现通常采用比例-积分-微分（PID）控制算法，通过调节比例、积分和微分参数，可以实现对电流的快速、准确控制。直流电机控制系统的闭环控制策略1电压闭环控制电压闭环控制通过调节电机定子电压来控制电机转速。它能够快速响应负载变化，并提供良好的动态性能。2速度闭环控制速度闭环控制通过调节电机转子电流来控制电机速度。它能够精确控制电机速度，并提供良好的稳定性。3电流闭环控制电流闭环控制通过调节电机定子电压来控制电机电流。它能够限制电机电流，并防止电机过载。电压闭环控制电压闭环控制原理通过检测电机实际电压，并将其与目标电压进行比较，并将误差信号反馈至控制器，产生控制信号，从而调节电机电压至期望值。电压传感器电压传感器用于检测电机实际电压，并将模拟信号转换为数字信号供控制器使用。控制器控制器根据电压误差信号计算出控制信号，用于调节电机定子电压。速度闭环控制速度反馈速度传感器测量电机实际转速，并反馈至控制器。速度误差控制器比较设定速度与实际速度，计算速度误差。控制策略控制器根据速度误差调整电机励磁电流或转子电流，以改变电机转速。电流闭环控制11.电流传感器电流传感器用于测量电机电流，并将电流信号转换为电压信号。22.电流控制器电流控制器将电流传感器提供的电压信号与设定值进行比较，计算出控制信号。33.电流控制算法电流控制算法可以是PI控制器、PID控制器等，用于控制电机电流的稳定性。44.电力变换器电力变换器根据电流控制器的控制信号，调整电机电压和电流，使电机电流稳定在设定值。直流电机控制系统的调试和运行1启动测试验证电机启动性能2空载运行观察电机运行情况3负载运行测试电机负载性能4稳定性测试评估系统稳定性系统调试需要进行全面的测试，确保电机性能满足要求。测试完成后，需要进行监控，及时发现问题并采取措施。系统调试步骤电源连接首先，确保电源连接正确，并确认电压和电流符合要求。参数设置根据电机类型和负载特性，对控制器参数进行合理设置，例如速度环、电流环的增益和积分时间常数。空载测试在无负载情况下启动电机，观察电机运行状态