电力拖动系统基本控制电路.pptx
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电力拖动自动控制系统PPT课件

晶闸管整流器是毫秒级,这将大大提高系统的
动态性能。
2021/3/8
42
• V-M系统的问题
– 由于晶闸管的单向导电性,它不允许电 流反向,给系统的可逆运行造成困难。
– 晶闸管对过电压、过电流和过高的dV/dt 与di/dt 都十分敏感,若超过允许值会在 很短的时间内损坏器件。
– 由谐波与无功功率引起电网电压波形畸 变,殃及附近的用电设备,造成“电力 公害”。
本章提要11直流调速系统用的可控直流电源12晶闸管电动机系统vm系统的主要问题13直流脉宽调速系统的主要问题14反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计15反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计16比例积分控制规律和无静差调速系统11直流调速系统用的可控直流电源根据前面分析调压调速是直流调速系统的主要方法而调节电枢电压需要有专门向电动机供电的可控直流电源
电力拖动自动控制系统
电气信息学院
2021/3/8
1
绪论
自动控制系统的几个概念 自动控制系统的分类 自动控制系统的组成 自动控制系统的性能指标 研究自动控制系统的方法 本课程与其它课程的连接本课程的主要内容 计算机控制系统的概念
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2
一.自动控制系统的几个概念
1.自动控制 Automatic control 在无人直接参与的情况下,利用控制装
例子:计算机控制系统。 数学模型用差分方程描述
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13
二.自动控制系统的分类
4.按系统有无反馈环节分类 ①开环控制系统 ②闭环控制系统
5.按系统控制对象和方式分类,又可分为 拖动控制系统(电气控制系统、机械控 制系统)和过程控制系统(石油,化工, 制药等)
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中职职高电工专业《电力拖动基本控制电路分析》精品PPT课件

• (2) 原理图中,各电器的触点位置都按 电路未通电或电器未受外力作用时的 常态位置画出。分析原理时,应从触 点的常态位置出发。 • (3) 原理图中各电器元件不画实际的外 形图,而是采用国家标准中统一规定 的电气图形符号和文字符号来表示。
• (4) 原理图中,同一电器的各元件不按它们 的实际位置画在一起,而是按其在线路中 所起作用分别画在不同的电路中,但它们 的动作却是相互关联的,必须标以相同的 文字符号。如图1中的交流接触器KM的线 圈画在控制电路中,而三对常开主触点则 画在主电路中。若线圈得电,主触点随即 动作,因此,均标以相同的文字符号KM, 来表示它们属于同一个接触器的元件。若 图中相同的电器较多时,需要在电器文字 符号后面加注不同的数字,以示区别,如 图1中SB1、SB2或Q1、Q2等。
• (7) 各元件在图中还要标有位置编号,以便 寻找对应的元件。对电路或分支电路可用 数字编号表示其位置。数字编号应按从左 到右或自上而下的顺序排列。如果某些元 件符号之间有相关功能或因果关系的,还 应表示出它们之间的关系,如图1所示,图 中接触器KM线圈下面竖线的左边有3个2, 表示在2号位置上有它的三副主触头;第二 条竖线左边有一个5,表示在5号位置上有 一副常开辅助触头;第二条竖线右边表示 常闭辅助触头的位置(本图中没有常闭触 头)。
2、电气安装接线图
• 安装接线图是根据电气设备和电器元件的 实际位置和安装情况绘制的,只用来表示 电气设备和电器元件的位置、配线方式和 接线方式,而不明显表示电气动作原理。 图2所示为CW6140普通车床电气接线图。 这种图对于实际安装、接线、调整和检修 工作是很方便的,但从接线图来了解复杂 的线路工作原理较为困难。
• ① 主电路的电气连接点一般用一个字母和一个一位或 二位的数字标号,如在电源开关的出线端按相序依次编 号为L11、L12、L13。编号的顺序是从上至下、从左至 右依次进行,标号的方法是经过一个元件就变一个号, 如L21、L22、L23,L31、L32、L33等。单台三相交流 电动机(或设备)的三根引出线按相序依次编号为U、 V、W。对于多台电动机引出线的编号,为了不致引起 误解和混淆,可在字母前用不同的数字加以区别,如 1U、1V、1W,2U、2V、2W等。 • ② 控制电路和辅助电路编号按“等电位”原则以从上 至下、从左至右的顺序用数字依次编号,每经过一个电 器元件后,编号要依次递增。控制电路编号的起始数字 必须是1,其它辅助电路编号的起始数字依次递增100, 如照明电路编号从101开始,信号电路编号从201开始 等。
电力拖动基础ppt课件

四、例:他励直流电动机调压调速的物理过程
U a Ea I a Ra Ea ken
kTIa
负载转矩 Tl 恒定
原状态:
Ua1, n1, Ea1, Ia ,T
新状态:
Ua2 , n2 , Ea2 , Ia ,T
1.2 电力拖动系统的机械特性
1.2.1 机械特性
1. 机械特性是指转速与转矩之间的关系曲线,即 n f (T )
nn10
U aN
n2
U1
n3
U2
n4
U3 T
0
Tl
3.电枢回路串电阻起动
1C
2C Ia
R j1
Rj2
Ra
Ua
Ea
3C
n
n
nn01
A
n2
n3
1 Ra
n1 n2
2
Ra R j1
n3
3
Ra R j1 R j2
Tl
T
0
Il I2 a)
I1
Ia
0
Il I2
I1 Ia
0
t1
t2 t3
t
b)
t1
t2
t3
t
60
J m 2 G ( D )2 GD 2 ( kgm2 )
g 2 4g
式中:G——重量(N);g——重力加速度,g = 9.81m/s2 ;
D——惯性直径(m); ——惯性半径(m)
J
d
dt
的实用形式为
T
T
GD 2 375
dn dt
GD 2 4gJ 称为飞轮矩 (N m2 ) 375具有加速度量纲
恒转矩调速
nN
n
恒功率调速
电力拖动自动控制系统PPT课件

• 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、 非线性、强耦合的多变量系统。
– 异步电动机变压变频调速时需要进行电压(或 电流)和频率的协调控制,有电压(或电流) 和频率两种独立的输入变量。在输出变量中, 除转速外,磁通也是一个输出变量。
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7
6.1 异步电动机动态数学模型的 性质
• 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、 非线性、强耦合的多变量系统。
• 作如下的假设:
– 忽略空间谐波,三相绕组对称,产生的磁动势 沿气隙按正弦规律分布。
– 忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感都是恒定 的。
– 忽略铁心损耗。 – 不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响
。
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9
6.2 异步电动机的三相数学模型
• 无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的 ,都可以等效成三相绕线转子,并折算到 定子侧,折算后的定子和转子绕组匝数相 等。
• 定、转子相对位置变化产生的与转速成正 比的旋转电动势
dL i d
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电压方程
• 转矩方程
T e n p L m ( i A s i a i B i b i C i c ) si ( n i A i b i B i c i C i a ) si 1 n ) 2 ( ( i A i c i B i a i C i b ) si 1 n ) 2 ( 0
ia R r
d a dt
ub
ib R r
d b dt
uc
ic R r
d c dt
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21
电压方程
• 将电压方程写成矩阵形式
u
Ri
dψ
dt
uA Rs 0 0 0 0 0 iA
– 异步电动机变压变频调速时需要进行电压(或 电流)和频率的协调控制,有电压(或电流) 和频率两种独立的输入变量。在输出变量中, 除转速外,磁通也是一个输出变量。
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6.1 异步电动机动态数学模型的 性质
• 异步电动机的动态数学模型是一个高阶、 非线性、强耦合的多变量系统。
• 作如下的假设:
– 忽略空间谐波,三相绕组对称,产生的磁动势 沿气隙按正弦规律分布。
– 忽略磁路饱和,各绕组的自感和互感都是恒定 的。
– 忽略铁心损耗。 – 不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响
。
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6.2 异步电动机的三相数学模型
• 无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的 ,都可以等效成三相绕线转子,并折算到 定子侧,折算后的定子和转子绕组匝数相 等。
• 定、转子相对位置变化产生的与转速成正 比的旋转电动势
dL i d
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电压方程
• 转矩方程
T e n p L m ( i A s i a i B i b i C i c ) si ( n i A i b i B i c i C i a ) si 1 n ) 2 ( ( i A i c i B i a i C i b ) si 1 n ) 2 ( 0
ia R r
d a dt
ub
ib R r
d b dt
uc
ic R r
d c dt
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电压方程
• 将电压方程写成矩阵形式
u
Ri
dψ
dt
uA Rs 0 0 0 0 0 iA
《电力拖动控制系统》幻灯片

正、反转设定
fr* 给定积分
U1* 函数发生器
三相VVVF参考 Wsin 正弦发生器
SPWM调制 W SPWM
逻辑分配
载波比N
ft*
三角发生器
驱 动
调制模式选
单片机
变频器的工作模式: 转速开环控制 转差频率控制 矢量控制
交互式参数设定(面板)
~
VR
VI
M 3~
电压源型交-直-交变频器的电压、电流波形 a)输入电流 b)输出线电压 c)输出电流
2.频率控制部分
U
* f
+ +
GVF f0 DRC
AP
VI
(1)压频变换器GVF
产生频率为 f0=6 f1 的脉冲列。
(2)环形分配器DRC:六分频器
f0
依照转向给定信号产生6路 f1 脉冲。
Q1
正转时,输出的顺序是1-2-3-4-5-6-1; Q2
反转时,输出的顺序是1-6-5-4-3-2-1。 Q3
U1 f ( f1 )
U1N
b
c
mN
m f ( f1 )
a
a
f1
0
恒转矩调速 f1N恒功率调速
ns
n0N 0
n01
0.8
n02
0.6
n03 0.4 n04 0.2
01
a)
ns
Tmax
T
TmaxN
n0N 0
n01 n02 n03 n04
01
0.8 0.6 0.4 0.2
b)
T
TmaxN
采用“转速开环、恒压频比(或恒气隙磁通)控制”:给定转速等价于给定 频率,稳态误差为速降,低转差率异步电动机的这个值一般不大,所以就能满足 调速要求不高的场合。
电力拖动与控制 PPT课件

宝
第三重:脱图接线
典
第四重:改进线路
第五重:设计线路
2020/3/31
16
电控系统的发展三个阶段
什么是电力拖动?
以电动机作为原动机拖动机 械设备运动一种拖动方式。2020/3/31
17
电动机
2020/3/31
18
2020/3/31
19
2020/3/31
20
2020/3/31
21
安
警
全
钟
2020/3/31
7
立 井 提 升
2020/3/31
斜井提升
8
塔式提升机
2020/3/31
9
摩擦式提升机
2020/3/31
单绳缠绕式提升机
10
斜井人车
2020/3/31
多绳摩擦式提升机
12
总课时及学分
本课程分两个学期学习,共132 个学时,7学分。
2020/3/31
13
考核方式
过程考核
为
长
天
鸣
2020/3/31
22
电力拖动与控制
2020/3/31
1
课程性质
本课程《电力拖动与控制》 是电力系统及自动化技术 专业的一门专业核心课程。
2020/3/31
2
主要内容
一、机床电气设备中常见电气元件的结构 二、机床电气设备中常见电气元件的工作原理
三、电动机控制线路的工作原理
2020/3/31
3
能力目标
1、能识读三相交流异步电动机控制线路图 2、能分析常见机床控制线路的组成和原理 3、掌握常见电动机控制线路的安装和检修 方法 4、掌握常见机床控制线路的故障分析及检 修技巧
《电力拖动自动控制》课件

二、电力拖动原理
1 电力拖动的基本原理解释电力拖动的基本工作来自理,包括电动机和传动装置的作用。
2 电机的参数和性能指标
介绍电机的关键参数,如功率、效率和转速,并解释这些指标在电力拖动中的意义。
三、电力拖动控制方法
1
开环控制和闭环控制
比较开环控制和闭环控制的优缺点,讨论何时使用哪种控制方法。
2
速度控制和位置控制
《电力拖动自动控制》 PPT课件
欢迎大家参加《电力拖动自动控制》课程,本课程将介绍电力拖动的背景、 原理、控制方法、应用案例和未来发展趋势。
一、背景
电力拖动的概念和应用领域
介绍电力拖动的定义和广泛应用的领域,如工 业生产和交通运输。
电力拖动自动控制的需求和意义
讨论为什么自动控制对电力拖动系统至关重要, 以及自动控制的优势和好处。
2 电力拖动技术的发展前景
回顾电力拖动技术的发展历程,并展望其未 来在工业领域的发展前景。
详细说明速度控制和位置控制的原理和实现方法,以及它们在不同应用中的应用。
3
电力拖动的其他控制方法
介绍其他常用的电力拖动控制方法,如扭矩控制和力矩控制。
四、控制器的设计和实现
控制器的功能和结构
探讨控制器的基本功能和结构,包括输入输出接口 和信号处理。
控制器的算法和调试
介绍控制器的算法设计和调试方法,确保系统稳定 和可靠。
五、电力拖动系统的应用案例
1 电梯控制系统
解释电梯控制系统如何应 用电力拖动和自动控制, 提高安全性和效率。
2 机床加工中心
讨论机床加工中心如何使 用电力拖动实现高精度和 高效率的自动化加工。
3 输送机及自动化生产
线
探讨输送机和自动化生产 线如何利用电力拖动提高 物料输送和生产效率。
电拖电力拖动控制系统PPT课件

a)主电路
b)简图2.交叉连接ຫໍສະໝຸດ VFA1 B1 C1
Ld M
LC1
LC2
VR
A2
B2 C2
图3-5交叉连接的可逆电路
3.1.3 反并联可逆电路的工作状态
1.无环流系统 主要特征是任何时刻都不让VF、VR两组桥同时工作,若VF工作,则VR封
锁;若VR工作,则VF封锁;或VF、VR同时封锁。以此使产生环流的必要条件 不再存在。
优点:安全可靠,无环流,体积小。
缺点:存在换流死区,动态响应慢。
2.有环流系统
基本工作方式:VF、VR同时加触发脉冲信号,但它们的控制角满足 FR180
,其目的是使两组整流桥输出同一个数值、同一个方向的Ud 。这种控制方式称为 ,
配合控制。 由电流来决定哪一组真正工作,不工作的那一组处于待逆变或待整流状况。
1.反并联连接
VF
A
LC1 Ld
VF
VR
Ld
VF
VR
B
C
LC 2
M
A B
~
M
M
VR N
C N
N
a)
b)
c)
图3-3 采用三相半波整流电路的反并联可逆电路
a)主电路图1
b)主电路图2
c)简图
VF
LC1
LC2
VR
A
Ld Ia
B
Ud
C
M- Ea
A
VF
VR
B
C
M -
LC3
LC4
a)
b)
图3-4 采用三相桥式电路的反并联可逆电路
2.抑制办法
直流平均环流可以用配合控制 消除,而瞬时脉动环流却始终存在, 必须设法加以抑制,不能让它太大。 抑制瞬时脉动环流的办法是在环流 回路中串入电抗器,叫做限环流电 抗器或称均衡电抗器,一般要求把 瞬时脉动环流中的直流分量Icp限制 在负载额定电流的5%~10%之间。
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电力拖动系统基本控制电路
1.1 电气控制线路图的绘制及分析 1.2 全压起动及其主要控制环节 1.3 三相交流异步机降压起动控制电路 1.4 三相交流异步机制动控制电路 1.5 变极调速控制线路 1.6 绕线式异步电动机的控制电路 1.7 电液控制技术 1.8 直流电动机基本控制电路
4、顺序控制
用途: 用于实现机械设备依次 动作的控制要求。
① 主电路顺序控制: KM2串在KM1触点下,故
只有M1工作后M2才有可能 工作。
4、顺序控制
主电路:
三相电源经QS、FU1、KM的主触点,FR 的热元件到电动机三相定子绕组。
控制电路:
用两个控制按钮,控制接触器KM线图 的通、断电,从而控制电动机(M)启动 和停止。
起动过程分析:
合上QS,按动起动按钮SB1—>KM线圈 通电并自锁->M通电工作。
KM自锁触点,是指与SB1并联的常开辅 助触点,其作用是当按钮SB1闭合后又断 开,KM的通电状态保持不变,称为通电状 态的自我锁定。
无论操作哪个启动按钮都可以实现 电动机的起动;操作任意一个停止按 钮都可以打断自锁电路,使电动机停 止运行。
3、多条件控制
电路用途: 多条件启动控制和多
条件停止控制电路,适用 于电路的多条件保护。 电路特点:
按钮或开关的常开触 点串联,常闭触点并联。 多个条件都满足(动作) 后,才可以起动或停止。
综合
电气原理图中电器元件各部分符号与实 际位置无关,可根据原理,将电气符号画在 任何需要的电路位置。
1.2.3 其它环节
1、点动(在长动基础上的点动)
用途:适用于电动机短时间调整的操作。 ① 按钮操作:SB3常闭触点用来切段自锁电路实现点动。 ② 转换开关控制:SA合上,有自锁电路,SB2为长动操作按钮;SA断开,无自
1.1 电气控制线路图的绘制及 分析
用以描述电气控制设备电气原理及安 装、调试用的工艺性图纸,主要包括电气 原理图、电气安装位置图、电气安装接线 图和电气安装互连图等。 1.1.1 电气线路图 1.1.2 电气原理的读图方法
1.1.1 电气线路图
电气线路图: 电气线路图是指描述控制线路接线关系和原
零压保护:
电路失电复上电,不操作起动按钮,KM线圈不会再次自行通 电,电动机不会自行起动。
KM线圈通电的逻辑表达式:
1.2.2 正反转控制电路
正反转实现的方法:改变电源相序 (两根火线对调)。
1、正反转基本控制电路: 主电路:
KM1主触点接通正相序电源—M正转。 KM2主触点接通反相序电源—M反转。 控制电路: SB1控制正转,SB2控制反转,SB3 用于停止控制。 KM的常闭触点用于互锁控制,即使 在接触器故障情况下,也可以保证不 发生主电路短路现象。
理的图纸,分为电气原理图和电气安装接线图。 电气原理图的分类:
主:强电流通过部分 辅:控制、照明、指示
电气原理图的绘制规则:
主:粗实线 辅:细实线
电气符号画法:
一般垂直放置,也可以逆时针转动90水平放置。 图中电器元件的状态为常态(未压动、未通电……)
1.1.2 电气原理的读图方法
1、查线读图法(常用方法): 按照由主到辅,由上到下,由左到右的原则
锁电路,SB2为点动操作按钮。 ③ 中间继电器KA控制:按动SB2、KA通电自锁,KM线圈通电,此状态为长动;
按动SB3、KM线圈通电,但无自锁电路,为点动操作。
2、多地控制
定义: 多地控制电路设置多套起、停按钮,
分别安装在设备的多个操作位置,故 称多地控制。 特点:
起动按钮的常开触点并联,停止按 钮的常闭触点串联。 操作:
停止按钮SB2,用于切断KM线圈电流并 打开自锁电路,使主回路的电动机M定子 绕组断电停止工作。
起停控制电路的保护分析
过载保护:
热继电器FR用于电动机过载时,其在控制电路的常闭触点打 开,接触器KM线圈断电,使电动机M停止工作。排除过载故障后, 手动使其复位,控制电路可以重新工作。
短路保护:
熔断器组FU1用于主电路的短路保护,FU2用于控制电路的短 路保护。
电电器元件组成的鼠笼式三相交流异步电动机
起、停,正反转,多地,多条件控制电路的基本原理; 降压起动控制电路;制动控制电路;变极调速。绕线式 异步电动机的控制电路;电液控制技术;直流电动机基 本控制电路。 要求:
领会常用控制电路的设计思想,学会分析基础电路 的工作原理,熟记起停、正反转、两地控制等电路的电 路结构及特点,并要求能够熟练画出这些电路。
分析电气原理图。较复杂图形,通常可以化整为 零,将控制电路化成几个独立环节的细节分析, 然后,再串为一个整体分析。 2、逻辑代数法
用逻辑代数描述控制电路的工作关系。
1.2 全压起动及其主要控制环节
本节主要描述小型电动机的全压起动及其 主要控制环节,(电动机的启动方法和原理 已由电机课程进行过理论研究)有起停控制、 正反转控制电路、其它环节等。
2、按钮联锁功能
图2.2.3的电气操作只能按正、停、反或反、停、正的方式进行操作。电 路不能正反、反正操作控制,给设备的操作带来诸多不便。 图2.2.4使用按钮连锁,首先使用和常开触点联动的常闭触点的断开对 方支路线圈电流,再利用常开触点的闭合接通通电线圈电流。可以很方 便地使电动机由正转进入反转,或由反转进入正转。
3、工作台自动循环控制
工作台移动机构示意 在工作台的移动机构和固
定部件上分别装置的行程开关 和档铁(压动行程开关用), 当移行机构运动到某一固定位 置时,压动行程开关,取代人 手接动按钮的功能,实现自动 循环控制。 右图SQ1用于正转控制,SQ2用 于反转控制,SQ3、SQ4的常闭 触点用于极限位置的保护。
2.2.1 起停控制 2.2.2 正反转控制电路 2.2.3 其它环节
1.2.1 起停控制
手动控制操作方法: 手动合上QS,电动机M
工作;手动切断QS,电动 机M停止工作。 电路保护措施:
FU——短路保护 电路优点:控制方法简单、
经济、实用。 电路缺点:保护不完善,
操作不方便
2、自动起停控制