直流调速系统概述课件

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直流电机调速原理PPT课件

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500
瞬时换向 极限线

换向极限线
转速极限 线
1000 1500 n/(r/min)
§5.4 直流伺服电动机及速度控制
二、直流伺服电动机的速度控制 常采用两种速度调节系统: 晶闸管调速系统
晶体管脉宽调制调速系统。 1. 晶闸管调速系统
利用晶闸管的单向导电可控性,输出可控制的电压;利用 可控硅整流器提供直流电源;通过改变晶闸管触发角,改变外 加电压,从而达到调速的目的。
12000 10000
瞬时换向 极限线
8000

6000 Ⅱ
4000 温度极限线 换向极限线
2000

转速极限 线0Biblioteka 500第8页/共24页
1000 1500 n/(r/min)
§5.4 直流伺服电动机及速度控制
Ⅰ区域为连续工作区, 在该区域中,转矩和转速的任意组合都可
长期连续工作。
Ⅱ区域为断续工作区,在该区域内,电动机只能根据负载周期曲
第7页/共24页
§5.4 直流伺服电动机及速度控制
3. 永磁直流伺服电机的工作特性
对于永磁直流伺服电动机,由于其伺服系统的要求,已经不能
简单地用电压、电流、转数等参数描述其性能,而需要用一些特
性曲线对其性能做全面描述。
① 转矩—速度特性曲线 T/(N∙cm)
转矩极限线
从图中可以得出,伺 服电动机的工作区域被 温度极限线、转速极限 线、换向极限线、转矩 极限线以及瞬时换向极 限线划分成三个区域。
均电压大于零,电动机正转。 ➢ 当t1<T/2时,加在A、B两端的平
均电压小于零,电动机反转。 ➢ 当t1=T/2时,加在A、B两端的平

《直流电机调速》课件

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直流电机调速的分类
直流电机调速可以分为线性调速和PWM调速两种方式。线性调速是通过改变电 机的输入电压或电流来实现调速的,而PWM调速则是通过改变电机输入电压的 占空比来实现调速的。
PWM调速具有更高的调速精度和更小的电机发热量,因此在许多应用中得到了 广泛的应用。
02
直流电机调速的方法
改变电枢电压调速
总结词
通过改变电枢两端的电压,可以调节直流电机的转速。
详细描述
当电枢两端电压增加时,电机转速相应增加;反之,当电压减小时,电机转速 相应降低。这种方法调速范围广,但需要可调直流电源,控制电路相对复杂。
改变励磁电流调速
总结词
通过改变励磁绕组的电流,可以调节 直流电机的磁场强度,进而调节电机 转速。
详细描述
02
直流电机调速是一种常见的电机 调速方式,具有调速范围广、调 速线性度好、动态响应快等优点 。
直流电机调速的原理
直流电机调速的原理基于直流电机的电磁转矩与电枢电流成 正比的特性。通过改变电枢电流的大小,可以改变电机的输 出转矩,从而调节电机的转速。
另外,直流电机还具有电枢反电动势,它与电枢电流的大小 成正比。改变电机的输入电压或电流,可以改变电机的输入 功率,进一步调节电机的转速。
控制复杂度较高
直流电机调速系统的控制算法相对复 杂,需要专业的技术人员进行维护和 调试。
05
直流电机调速的发展趋势
高性能直流电机调速系统的研究
总结词
随着工业自动化水平的提高,对直流电机调 速系统的性能要求也越来越高,高性能直流 电机调速系统的研究成为重要的发展趋势。
详细描述
为了满足高精度、高动态响应的调速需求, 研究者们不断探索新的控制算法和优化策略 ,以提高直流电机调速系统的调节精度、稳 定性和动态响应能力。

《直流调速控制系统》课件

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分,通过接收控制器的控制信号实现转速的调节。
02
直流调速控制系统的主要技术指标
调速范围与静差率
调速范围
指控制系统能够调节的最高和最低转速之比。例如,如果最高转速为1000转/分,最低转速为10转/分,则调速 范围为100:1。
静差率
指在给定的转速变化下,系统的输出转速变化与输入转速变化的比值。例如,如果输入转速变化1%,输出转速 变化2%,则静差率为2%。
03
控制器选择
选择合适的控制器,如单片机、 DSP等,用于实现控制算法和控 制逻辑。
04
软件设计
控制算法选择
选择合适的控制算法,如PID控制、模糊控制 等。
控制逻辑设计
设计合适的人机界面,方便用户对系统进行 操作和控制。
人机界面设计
根据控制算法和控制需求,设计控制逻辑, 实现系统的自动控制。
数据处理程序设计
调速平滑性
调速平滑性
指系统在调节过程中,输出转速变化的连续性和平滑程度。平滑性好的系统, 输出转速变化连续、无突变,对被控对象的振动和冲击小。
调节时间
指系统从某一转速调节到另一转速所需的时间。调节时间越短,系统的响应速 度越快。
动态响应时间与超调量
动态响应时间
指系统在阶跃输入下,达到稳态值的 90%所需的时间。动态响应时间越短 ,系统的快速性越好。
选择合适的仿真软件,如MATLAB/Simulink等,用于建立直流调速控制系统的仿真模 型。
仿真模型建立
根据直流调速控制系统的原理,建立仿真模型的各个模块,包括电机模型、控制器模型 、测速模型等。
仿真结果分析
对仿真结果进行分析,验证仿真模型的正确性和有效性。同时,通过对比实验结果和仿 真结果,进一步理解直流调速控制系统的性能特点和控制效果。

交直流调速系统之直流调速简介介绍课件

交直流调速系统之直流调速简介介绍课件

机的转速和电流, 机的转速和电流,
实现转速和电流 实现转速和电流
的闭环控制
的闭环控制
直流调速系统的工作过程
01
输入信号:接收来 自控制器的指令信

02
信号处理:将指令 信号转换为控制信

03
驱动控制:控制直 流电机的转速和转

04
反馈控制:根据直 流电机的运行状态, 调整控制信号,实
现闭环控制
05
直流调速系统的挑战与机遇
挑战:提高调速系统的效 率和稳定性,降低能耗和 成本
挑战:提高直流调速系统 的智能化水平,实现对复 杂工况的适应性
机遇:随着新能源技术的 发展,直流调速系统在电 动汽车、轨道交通等领域 的应用前景广阔
机遇:随着物联网技术的 发展,直流调速系统可以 实现远程监控和诊断,提 高系统的可靠性和维护性
直流伺服调 速系统:通 过控制直流 伺服电机的 位置和速度 来控制速度
04
直流变频调 速系统:通 过改变直流 变频器的输 出频率来控 制速度
直流调速系统的基本组成
整流器:将交 流电转换为直
流电
滤波器:滤除 直流电中的交
流成分
逆变器:将直 流电转换为交
流电
控制器:控制 逆变器的输出 频率和电压, 实现调速控制
电机的转矩
03
电压控制:通过控制电压的大小来控制
电机的转速
04
速度-电流双闭环控制:通过速度环和电
流环的协调控制来实现对电机的精确控制
直流调速系统的性能指标
0 1
调速范围:指直流调速系统能够实现的最
高转速和最低转速之间的差值
0 2
调速精度:指直流调速系统能够实现的转

7第七章直流调速系统ppt课件

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第7章 直流调速系统
7.1 直流调速系统概述 7.2 单闭环直流调速系统 7.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 7.4 闭环调速系统设计实例 7.5 多环直流调速系统
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1
7.1 直流调速系统概述
7.1.1.直流调速系统的基本概念
在自动控制系统中,电力拖动系统是最重要的应用系统之一,
而电动机又是电力拖动系统的核心部件,它是将电能转化为机械能
的一种有力工具。根据电动机供电方式的不同,它可分为直流电动
机和交流电动机。由于直流电动机具有良好的启、制动性能,而且
可以在较大范围内平滑的调速,因此,在轧钢设备、矿井升降设备、
挖掘钻探设备、金属切削设备、造纸设备、电梯等需要高性能可控
制电力拖动的场合得到了广泛的应用。但直流电动机本身有着一些
7.1 直流调速系统概述
转速下限受低速时运转不稳定性的限制。对于要求在一定范围 内无级平滑调速的系统来说,此调速方式较好。改变电枢电压调速 (简称调压调速)是直流调速系统的主要调速方式。
2.改变励磁电流调速方式
改变电动机励磁回路的励磁电压大小,可改变励磁电流大小, 从而改变励磁磁通大小而实现调速,此种调速方式称为改变励磁电 流调速方式。其机械特性如图7-2所示。
这种调速方案属于恒功率调速。调磁调速的调速范围不大,一
般只是配合调压调速方式,在电动机额定转速之上作小范围的升速。
将调压调速和调磁调速复合起来则构成调压调磁复合调速系统,
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7.1 直流调速系统概述
可得到更大的调速范围,额定转速以下采用调压调速,额定转 速以上采用调磁调速。 3.电枢回路串电阻调速方式 在电动机电枢回路串接附加电阻,改变串接电阻的阻值,也可 调节转速,此种调速方式称为电枢回路串电阻调速方式。 这种调速方式只能进行有级调速,且串接电阻有较大能量损耗, 电动机的机械特性较软,转速受负载影响大,轻载和重载时转速不 同。另外,该调速方式中的调速电阻损耗大,经济性差,一般只应 用于少数性能要求不高的小功率场合。其机械特性如图7-3所示。

《直流电机调速》PPT课件_OK

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l 交叉连接(两个独立的交流电源分别供电)
2、无环流可逆线路四象限运行。
22
四象限的状态
• Ⅰ 电机正转,电动运行, VF整流, • Ⅱ电机正转回馈发电制动运行, • VR逆变 • Ⅲ电机反转,电动运行 • VR整流 • Ⅳ电机反转回馈发电制动运行 • VF逆变
23
补充1 晶体管-电动机直流脉宽调速系统 (大功率晶体管)
第一节 概述
一、根据直流电机转速公式
n U I aRa
C e
可知有降电源电压,串电枢回路电阻,
削弱励磁调速三种方式。
P
➢调压调速 恒转矩调速 T 9.55 N
➢弱磁调速 恒功率调速 N
n N
1
1、几种常见的直流传动控制系统
➢ 晶闸管-电动机直流传动控制系统 ➢ 晶体管-电动机直流脉宽调速系统 ➢ 微型计算机控制的直流传动系统 其中晶闸管直流传动使用最为广泛
调速范围很宽)。
5. 适用于中、小容量的调速系统(受最大电压、电流
限制)。
26
补充2: 微型计算机控制的直流传动系统
27
特点:
1. 系统的硬件结构简单(单片机); 2. 系统的(不同的)控制规律由(容易更改的)软件
实现(配备少量的接口电路); 3. 运算速度快; 4. 可靠性高; 5. 成本低; 6. 具有保护、诊断和自检功能; 7. 能实现数模混合控制或全数字量控制;
24
25
与晶闸管直流调速系统比较:
1. 主电路所需的功率元件少。
2. 控制线路简单。
3. 频带宽(动态响应速度和稳速精度等性能指标较好)。
如:晶体管脉宽调制(PWM)放大器的开关频率为1kHz~3kHz; 晶闸管三相全控整流桥的开关频率为300Hz。

直流电机及调速系统工作原理课件

直流电机及调速系统工作原理课件

直流电机调速系统的基本原理
调速系统的组成
直流电机调速系统主要由控制器、功率驱动器和直流电机三部分组成。控制器负责接收速度指令和反馈信号,根 据指令和反馈信号计算出控制电压或电流,输出控制信号给功率驱动器。功率驱动器根据控制信号调节电机的输 入电压或电流,从而改变电机的转速。
调速系统的基本原理
调速系统的基本原理是通过改变电机的输入电压或电流,调节电机的输入功率,实现对电机转速的调节。具体来 说,当电机的输入电压或电流增加时,电机的转速增加;当电机的输入电压或电流减小时,电机的转速减小。通 过控制电机的输入电压或电流,可以实现电机的平滑调速和精确控制。
直流电机的工作原理
当直流电源通过电刷和换向器加到电 枢绕组上时,通电的电枢绕组在主磁 极产生的磁场中受到安培力而产生转 矩,驱动转子旋转。
直流电机输出的机械功率通过联轴器 或带轮等传动装置驱动负载转动。
随着转子的旋转,电枢绕组中的电流 方向不断改变,以保持电磁转矩的方 向不变。
直流电机的分类与特点
电机过热
可能是由于电机散热不良或负载过大等原因引起的,应检 查电机的散热系统和负载情况,如有需要可更换更大功率 的电机。
调速系统失灵
可能是由于控制线路故障或传感器、执行器等部件损坏等 原因引起的,应检查控制线路和相关部件,如有需要可更 换损坏的部件。
电机噪音过大
可能是由于机械部件松动或电机轴承损坏等原因引起的, 应检查电机的机械部件和轴承,如有需要可更换轴承。
1 2
医疗器械
直流电机调速系统用于医疗器械中,如呼吸机、 输液泵等,实现精确的流量和速度控制。
航空航天
在航空航天领域,直流电机调速系统用于控制舵 机、起落架等机构,确保飞行的安全和稳定。

直流调速系统概述

直流调速系统概述

直流调速系统的未来展望
应用领域:广泛应用于工业、交通、能源等领域 技术发展趋势:智能化、集成化、高效化 市场需求:随着环保和节能要求的提高市场需求将持续增长 技术挑战:需要解决直流调速系统的稳定性、可靠性和效率等问题
06
直流调速系统的优缺点 比较
与交流调速系统的比较
交流调速系统:控制复杂调 速范围窄但成本低维护简单
直流调速系统的原理
直流调速系统的基 本概念:通过改变 直流电动机的转速 来控制机械设备的 运行速度
直流调速系统的组 成:包括直流电源、 直流电动机、调速 器等
直流调速系统的工 作原理:通过改变 直流电动机的电枢 电压或励磁电流来 改变电动机的转速
直流调速系统的应 用:广泛应用于各 种需要精确控制速 度的机械设备中如 电梯、机床、起重 机等
直流调速系统概述
,
汇报人:
目录 /目录
01
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04
直流调速系统 的性能指标
02
直流调速系统 的基本概念
05
直流调速系统 的应用场景和 发展趋势
03
直流调速系统 的控制方式
06
直流调速系统 的优缺点比较
01 添加章节标题
02
直流调速系统的基本概 念
直流调速系统的定义
直流调速系统是一种通过改变直流 电动机的转速来控制机械设备运行 的系统。
直流调速系统:控制简单调 速范围广但成本高维护复杂
直流调速系统:适用于大功 率、低速、高精度的场合
交流调速系统:适用于小功 率、高速、低精度的场合
与PWM控制方式的比较
直流调速系统:通过改变直流电机的电枢电压来调节转速具有结构简单、控制方便、调速范 围广等优点。
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比 较 放 大
控制 UK
晶 闸 管 整 流
反馈电压增大
上一步<<
直流调速系统概述
下一步>>
给定 Un
比较结果减小
比 较 放 大
控制 Uc
晶 闸 管 整 流
上一步<<
直流调速系统概述
下一步>>
给定 Un
比 较 放 大
控制 Uc
晶 闸 管 整 流
而在对工件进行精加工时,为了要缩ห้องสมุดไป่ตู้加 工时间,提高产品的经济效益,因此此时要求 电机高速运行。
直流调速系统概述
4.两大调速系统
(1)交流调速(变频调速) 特点:交流电机结构简单,维护方便,造价低 应用:主要应用在调速精度要求不高的场合
(2)直流调速 特点: ①直流调速易实现 ② 调速性能好, 调速范围广, 易于平滑调节 ③直流调速转矩大
• 晶闸管整流电路实现调压调速特点
优点:晶闸管整流装置经济、可靠,门极可直接采 用电子电路控制,响应速度为毫秒级。 缺点(1)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。 (2)当晶闸管导通角很小时,系统的功率因素很 低,并产生较大的谐波电流,从而引起电网电压 波动殃及同电网中的用电设备,造成“电力公 害”。
直流调速系统概述
2.转子(电枢)
转子
电枢铁心:主磁路的一部分,放置电枢绕组。
电枢绕组:是电路部分。
换向器:实现直流与交流的互换 转轴 轴承
直流调速系统概述
二、直流电机分类
按励磁方式分
直流调速系统概述
三、直流调速方案
1.直流电动机的转速公式:
n Ua IaRa Ce
Ua:电枢电压 Ia:电枢电流 Ra:电枢回路的总电阻 Φ:励磁磁通 Ce:由电机结构决定的电动势系数
_
Un
A1
+
+ Uc
3~
可控整 流电路
平波 电抗
Ld
Id +
M Ud
-
RP2
调节器
+
RP3 TG
速度检 测装置
直流调速系统概述
直流调速系统各部分作用
1.给定电路:调节给定电压值,实现调速。 2.调节器:通过输入给定电压和转速反馈信号,产生控制信
号,控制触发电路的触发脉冲产生时间。 3.触发电路:产生触发脉冲控制晶闸管的导通。 4.晶闸管整流电路:产生可变的直流电压实现直流电动机的
式中 nmax nmin
D n max n min
额定负载下的最高转速(即nN); 额定负载下的最低转速;
直流调速系统概述
3.调速平滑性 一定范围内调速级数越多,平滑性越好。
直流调速系统概述
直流调速系统原理图 (单闭环直流调速系统)
给定 - 电路
RP1
Ugn
R1
Ufn R2
触发
Rf
电路
△ Un
控制 UK
晶 闸 管 整 流
电机转速加快
上一步<<
直流调速系统概述
下一步>>
(负载减小,转速加快,测速发电机转速加快)
给定 Ugn
比 较 放 大
控制 UK
晶 闸 管 整 流
测速发电机转 速加快
上一步<<
直流调速系统概述
下一步>>
(负载减小,转速加快,测速发电机转速加快,反馈电压增大)
给定 Ugn
直流调速系统概述
转速负反馈闭环直流调速系统
给定 Ugn
比 较 放 大
控制 UK
晶 闸 管 整 流
下一步>>
直流调速系统概述
( 负载变化)
给定 Ugn
比 比 较 较 放 器 大
控制 UK
晶 闸 管 整 流
负载减小, 上升加快
上一步<<
直流调速系统概述
下一步>>
(负载减小,转速加快)
给定 Ugn
比 较 器 比 较 放 大
直流调速系统概述
电枢回路串电阻调速
电枢回路串电阻调速需
在电枢中串入专用电阻,电阻增大
n
则转速下降,因此 n 只能下调。 n0
特点:(1) 设备简单,操作方便。 (2)机械特性软,稳定性差。
Ra Ra + R
电 阻 增 大
T
(3)能量损耗大,只用于小型直流机。
直流调速系统概述
改变磁通调速
保持电枢电压U不变,改变励磁电流If (调Rf)以
改变磁通 。
采用减少励磁电流(减弱磁通)的方法调速, 即
Rf If n
减小磁通,n只能上调。
n0'' n n0' n0
O
直流调速系统概述

Rf 增

加小

TL T
改变电压调速
改变电压调速的特点:
(1)工作时电压不允许超过UN nn00' n
所以调速只能向下调。 n0"
(2)机械特性较硬,并且电压
降低后硬度不变,稳定性好。 0
电 压 降 低
Tc
特性曲线 T
直流调速系统概述
四、直流调速系统性能指标
1.静差率S
静差率S是指空载转速与额定负载转速之差与
理想空载转速的比值,它反映了电动机转速稳 定程度。
sn0nN n10% 0
n0
n0
直流调速系统概述
2.调速范围D 电动机在额定负载下进行调速时,在满足静差 率要求的前提下,所能达到的最高转速与最低转 速之比称为调速范围。
直流调速系统概述
5.直流调速应用
(1)无缝钢管生产
(3)纺织机
(2)造纸机
直流调速系统概述
直流电机
直流调速系统概述
一、直流电机结构
直流电机主要由定子和转子两大部分构成。 1.定子
主磁极:产生主磁场 ,由铁心和励磁绕组构成 换向磁极:改善换向。 定子 电刷装置:把直流电压和直流电流引入 机座和端盖:起支撑和固定作用。
直流调速系统概述
2.直流电动机的调速方式有三种:
(1)调压调速(恒转矩调速)(额定转速以下调速) ①晶闸管可控整流 ②直流斩波
(2)弱磁调速(恒功率调速)
(3)电枢回路串电阻调速
※由于串电阻调速和弱磁调速都会使直流他 励电机的机械特性变软,所以在实际应用 中通常采用的是变电压调速。
直流调速系统概述
直流调速系统概述
直流调速系统概述
概述
1.什么是调速?
将调节电动机转速,以适应生产要求的过 程称之为调速。
2.什么是调速系统? 用于完成调速这一功能的自动控制系统就
被称为是调速系统。
直流调速系统概述
3.为什么要调速?
电动机是用来拖动某种生产机械的动力设 备,所以需要根据工艺要求调节其转速。
比如:在加工毛坯工件时,为了防止工件 表面对刀具的磨损,因此加工时要求电机低速 运行。
调速。 5.速度检测装置:将转速信号反馈至调节器输入端,使直流
调速系统构成闭环系统。(测速发电机、旋转编码器)
直流调速系统概述
以负载增大为例,闭环调速系统的自动调节 过程如下:当电动机的转速n由于某种原因 (例如机械负载转矩TL增加)而下降时,转速 负反馈环节将进行自动调节,其调节过程如下:
TL↑→n↓ →Ufn↓ →ΔU↑=Ugn-Ufn →Uk↑ →触发脉冲前移→Ud↑ →n↑
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