自流調(diào)速系統(tǒng)論文

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1、自動控制系統(tǒng)論文直流調(diào)速系統(tǒng)17引言直流電動機和交流電動機相比,其制造工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本高,維修困難,需備有直流電源才能使用。但因直流電動機具有寬廣的調(diào)速范圍,平滑的調(diào)速特性，較高的過載能力和較大的起動、制動轉(zhuǎn)矩,因此被廣泛地應(yīng)用于調(diào)速性能要求較高的場合。在工業(yè)生產(chǎn)中,需要高性能速度控制的電力拖動場合,直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)揮著極為重要的作用,高精度金屬切削機床,大型起重設(shè)備、軋鋼機、礦井卷揚、城市電車等領(lǐng)域都廣泛采用直流電動機拖動。特別是晶閘管—直流電動機拖動系統(tǒng),具有自動化程度高、控制性能好、起動轉(zhuǎn)矩大,易于實現(xiàn)無級調(diào)速等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。而且，直流調(diào)速系

2、統(tǒng)在理論和實踐上都比較成熟，從控制技術(shù)角度來看，它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此加強對直流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展有利于更進一步發(fā)展交流調(diào)速系統(tǒng)，促進調(diào)速系統(tǒng)的進一步完善。晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)有可逆調(diào)速和不可逆調(diào)速兩種。不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)只適用于不要求改變電動機轉(zhuǎn)向或不要求經(jīng)常改變電動機轉(zhuǎn)向,同時在停車時對快速性又無特殊要求的生產(chǎn)機械,如車床、鏜床等。在工業(yè)生產(chǎn)中,某些生產(chǎn)機械要求電動機既能頻繁正反轉(zhuǎn)又能快速起動、制動,如龍門刨床、可逆軋鋼機等,這些生產(chǎn)機械就需要采用可逆直流調(diào)速系統(tǒng)。直流電動機的調(diào)速方法有三種,即電樞回路串電阻調(diào)速、弱磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速。其中弱磁調(diào)速

3、和調(diào)壓調(diào)速均可實現(xiàn)無級平滑調(diào)速,調(diào)壓調(diào)速的調(diào)速范圍大,調(diào)速性能最好,是應(yīng)用最為廣泛的自動調(diào)速方法。采用調(diào)壓調(diào)速的直流調(diào)速系統(tǒng),需要一可控直流電源為直流電動機電樞供電。常見的可控直流電源有三種:旋轉(zhuǎn)變流機組、靜止可控整流器和直流斬波器。相應(yīng)的直流調(diào)速系統(tǒng)也有三種:即發(fā)電機-電動機調(diào)速系統(tǒng),晶閘管相位控制直流調(diào)速系統(tǒng)和直流斬波器調(diào)速系統(tǒng)。晶閘管相位控制直流調(diào)速系統(tǒng)和發(fā)電機-電動機調(diào)速系統(tǒng)相比,具有放大倍數(shù)大、快速好、效率高、經(jīng)濟性好、體積小、控制方便、運行噪聲小等優(yōu)點;而直流斬波器調(diào)速系統(tǒng)和晶閘管相位控制直流調(diào)速系統(tǒng)相比,又具有功率器件少、線路簡單、調(diào)速范

4、圍寬、快速響應(yīng)好、效率和功率因數(shù)高等優(yōu)點,但因受器件容量等因素的限制,目前主要用于中小功率的調(diào)速系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)上,早期應(yīng)用的是發(fā)電機-電動機調(diào)速系統(tǒng),隨著電子技術(shù)的發(fā)展,晶閘管相位控制直流調(diào)速系統(tǒng)獲得越來越廣泛的應(yīng)用。17目錄1、直流調(diào)速概念1．1調(diào)速概念……………………………………………………41.2直流調(diào)速類型……………………………………………41.3直流調(diào)速性能指標………………………………………62、自動控制系統(tǒng)概念2.1開環(huán)控制系統(tǒng)……………………………………………92.2閉環(huán)控制系統(tǒng)……………………………………………93、晶閘管-電動機直流

5、調(diào)速控制系統(tǒng)3.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的問題………………………..103.2速度負反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性………...113.3單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)分析…………………………12?3.4單閉環(huán)無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)…………………………123.5單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的限流保護——電流截止負反饋…143.6轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)組成及靜特性……154、總結(jié)…………………………………………………………165、參考文獻……………………………………………………17171、調(diào)速概念及直流調(diào)速類型1.1調(diào)速概念被控對象：電動機被調(diào)量：速度調(diào)速：為了滿足生產(chǎn)機械的要

6、求，人為的改變電機的轉(zhuǎn)速。穩(wěn)速：把負載變化、電網(wǎng)波動等因素對電機轉(zhuǎn)速的影響，通過調(diào)節(jié)作用降到最低限度，甚至消除。調(diào)速系統(tǒng)要求調(diào)速和穩(wěn)速相結(jié)合。速度要求可調(diào)，但調(diào)至到某一速度運行時，要求速度要穩(wěn)定。1.2流調(diào)速分類機械調(diào)速：人為的改變傳動比，有級調(diào)速（汽車）。n電氣調(diào)速：改變電機轉(zhuǎn)速。直流電機的轉(zhuǎn)速和其它參數(shù)的關(guān)系可以表示為：n：電機轉(zhuǎn)速（r/min）；U3U2U1UNIU：電樞供電電壓（V）；I：電樞電流（A）；nNR：電樞回路總電阻（Ω）；Φ：勵磁磁通（Wb）；n1Ke：由電機結(jié)構(gòu)決定的電動勢常數(shù)?？筛淖?nèi)缦聟?shù)調(diào)速：n2調(diào)節(jié)U(降壓調(diào)速，如圖1-1

7、)工作條件：保持勵磁F=FN；n3電阻R=Ra調(diào)節(jié)過程：O改變電壓UN?Uˉ?nˉ，n0ˉIL調(diào)速特性：圖1-1隨著Uˉ，轉(zhuǎn)速下降，機械特性曲線平行下移。nn0OTeTL圖1-2FNF1F2F3nNn1n2n3調(diào)節(jié)Φ（弱磁調(diào)速，如圖1-2）工作條件：保持電壓U=UN；電阻R=Ra；調(diào)節(jié)過程：減小勵磁從FN?ˉF17?n，n0調(diào)速特性：隨著ˉF，轉(zhuǎn)速上升，機械特性曲線變軟。調(diào)節(jié)R（電樞串電阻調(diào)速，如圖1-3）工作條件：保持勵磁F=FN；電壓U=UN；調(diào)節(jié)過程：增加電阻從Ra?Rn?nˉ，n0不變；調(diào)速特性：no隨著R，轉(zhuǎn)速下降，R0機械特性曲線變軟。n1

8、n2n0R1n3R2R3IIL圖1-3對于要求在一定范圍內(nèi)平滑調(diào)速的系統(tǒng)來說，調(diào)壓方式最好改變