交直流调速系统 绪论

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直流调速系统基本概念

直流调速系统基本概念

2. 比例控制的特点 作用及时、快速、控制作用强,而且Kp值越大,
系统的静特性越好、静差越小。
二、 积分控制与积分调节器
是指系统的输出量与输入量对时间的 积分成正比例的控制,简称I控制。
积分控制
1. 积分( I )调节器
式中 KI——I 调节器的积分常数; ——I调节器的积分时间, =1/KI。
2. 积分控制的特点 可以消除输出量的稳态误差,能实现无静差控制, 这是积分控制的最大优点。

理想空载转速 在给定电压一定时,有: n0 f 转速降
n0 Ce ( 1 K ) 1 K
K GU g
n0 f n0 如果将系统闭环与开环的理想空载转速调得一样,即, 为了获得同开环相同的 理想空载转速 R n n f Ia 闭环给定电压 U g f U g 1 K Ce ( 1 K ) 1 K
范围: M p 10% ~ 35%
超调量
2. 过渡过程时间T
从输入控制(或扰动)作用于系统 开始直到被调量 n 进入(0.05 ~0.02)n2 稳定值区间时为止(并且以后不再越出 这个范围)的一段时间,叫作过渡过程 时间。
3. 振荡次数 N
过渡过程时间 在过渡过程时间内,被调量n在其稳定值 上下摆动的次数,
1稳态uguf不变3稳速ug不变负载变化使uf变化???????????????nuuuuuundkfgf????当负载增加使???????????????nuuuuuundkfgf????当负载减小使当负载发生变化使速度发生变化后系统通过反馈能维持速度基本不变这种状态称为稳速
直流调速系统基本概念
直流调速系统主要性能指标 机电传动控制系统选择调速方案的依据: 生产机械对调速系统提出的调速技术指标 静态指标 调速系统的调速技术指标 动态指标 一、静态技术指标

直流电机调速控制ppt课件

直流电机调速控制ppt课件
光电光电耦合器
参考教材 电子技术基础 维修电工 电机与变压器 p半pt精导选体版变流技术 电力电子技术 元器件手册 上21 网
④反馈信号用光电耦合电路取样。
参考教材
电子技术基础 维修电工(技师 高级技师) 半导体变流技术 电力电子技术 自动控制原
理 上网
ppt精选版
22
⑤可控整流电路和电机励磁电源的 改进
调速系统分交流和直流调速系统, 由于直流调速系统的调速范围广,静 差率小、稳定性好以及具有良好的动 态性能。因此在相当长的时期内,高 性能的调速系统几乎都采用了直流调 速系统。
ppt精选版
8
这就是所谓的电 源—电动机调速 系统(V—M) 系统,它属于开 环系统。
用晶闸管触发可控整流电路 实现电枢电压可调,从而达到改 变电机转速的目的。
参考教材
电子技术基础 维修电工(技 师 高级技师) 半导体变流技 术 电力电子技术 自动控制原 理 电机与变压器 上网
ppt精选版
23
⑥调速旋纽的改进
1、触摸式音量控制器代替RP22速度控制电位 器。
2、将电路改动后试运行。
参考教材 电子技术基础 上网
场效应管增强型N-MOS
ppt精选版
24
⑦全电路测量与调试
④电路中反馈信号直接在主电路取样,设备维护和检修 时有安全隐患,建议用光电耦合器隔离取样。
⑤可控整流电路和电机励磁电源有改进空间。
⑥手动调速旋纽使用时间长了会接触不良,影响系统稳 定,建议用触摸式电压调节器来改进。
ppt精选版
17
2、在原电路基础上提出改进意见,并重新绘
制系统原理图。
①用比例调节器代替原来的放大和比 较节。
他励直流电机的调速

直流电机调速原理PPT课件

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第11页/共204页
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

《直流电机调速》课件

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。

第四章 交流电动机调速控制系统

第四章 交流电动机调速控制系统

r12

(X1

c1 X
' 20
)2
]
(4-8)
因 r12

(X1

c1
X
' 20
)
2
,近似得:
Mm

1 2c1

2f1[r1
m1PU12

(X1

c1 X
' 20
)]
(4-9)
2. 生产机械的转矩特性
摩擦类 特性曲线见图(a) 负载: ,位于1、3象限。
生产机械
恒转矩负载:它的负载转矩是一 个恒值,不随转速 而改变。
——定子极对数
(4-3)
4).传给转子的功率(又称电磁功率)与机械功率、转子铜耗之间有如下
关系式 : PMX PM PM 2 (1 S)PM
(4-4)
式中:
PM ——传给转子的功率(又称电磁功率)
PMX ——机械功率
PM 2 ——转子铜耗
5).电机的平均转矩为:
M CP

PMX
M0 Mn 否则电机无法进入正常运转工作区。
交流机的起动电流一般为额定电流的4~6倍 ,起动时 一般要考虑以下几个问题:
图4-7 机械特性曲线
1. 应有足够大的起动力矩和适当的机械特性曲线。 2. 尽可能小的起动电流。 3.起动的操作应尽可能简单、经济。 4.起动过程中的功率损耗应尽可能小。
普通交流电机在起动过程中为了限制起动电流,常用的起动方法有三种。即:
图6-1的等效电路,经化简后得到能耗制动的等效电路如图4-10所示。
图4-10 能耗制动的等效电路
图中:

I1 ——直流励磁电流的等效交流电流

交流调速系统的应用原理

交流调速系统的应用原理

交流调速系统的应用原理1. 简介交流调速系统是一种用于调节电机转速的系统,广泛应用于各种机械设备中。

它通过改变电机输入的电压和频率来控制电机的转速,从而实现对设备的精准控制。

本文将介绍交流调速系统的应用原理,并对其工作流程进行详细解析。

2. 应用原理交流调速系统主要由四个部分组成:输入电源、频率变换器、转速反馈器和控制器。

下面将逐一介绍各个部分的作用和原理。

2.1 输入电源输入电源是整个交流调速系统的能量来源,通常为市电或发电机提供的交流电。

输入电源的电压和频率决定了交流调速系统的工作状态,对于不同的设备,需要选择合适的输入电源参数。

2.2 频率变换器频率变换器是交流调速系统的核心组件之一,它负责接收输入电源的电压和频率,并将其转换为适合电机工作的电压和频率。

频率变换器采用电子元器件来实现,内部含有逆变器、滤波器等电路,通过调整电路中的元器件参数,可以实现对输出电压和频率的控制。

2.3 转速反馈器转速反馈器用于监测电机的转速,并将转速信息反馈给控制器。

转速反馈器通常采用传感器或编码器等设备,将转速信号转换为电信号,并传递给控制器进行处理。

2.4 控制器控制器是交流调速系统的大脑,它接收转速反馈器传来的信号,并根据设定的目标转速进行处理。

控制器包含了一些计算和调节算法,根据转速反馈信号和设定值之间的差异,调整频率变换器的输出,使电机的转速逐渐接近目标转速。

3. 工作流程交流调速系统的工作流程如下:1.输入电源供电,提供工作所需的电压和频率。

2.频率变换器接收输入电源的电压和频率信号,并将其转换为适合电机工作的电压和频率。

3.转速反馈器监测电机的实际转速,并将转速信号传递给控制器。

4.控制器根据设定的目标转速和转速反馈信号之间的差异,计算出需要调整的频率变换器输出。

5.控制器将调整后的频率变换器输出信号发送给频率变换器,调整电机的电压和频率。

6.电机根据调整后的电压和频率工作,逐渐接近设定的目标转速。

双闭环直流调速系统

双闭环直流调速系统

南京化工职业技术学院毕业设计(论文)南京化工职业技术学院毕业论文设计题目:双闭环直流调速系统目录摘要 ................................................................................................................................................. I I 前言 (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.设计目的及意义 (1)2. 设计说明书 (1)第2章直流调速系统的组成与原理 (1)1. 双闭环调速系统的动态数学模型 (1)2. 直流电机数学模型 (1)3. 整流装置的传递函数 (3)4. 调速系统总计 (3)5. 直流调速系统的组成 (5)第3章双闭环调速系统的组成与原理 (6)第4章晶闸管—电动机主电路的设计 (8)1.1 主电路设计 (8)1.2 主电路参数计算 (8)2. 转速、电流调节器的设计 (9)2.1 电流调节器设计 (9)2.2 转速调节器参数选择 (12)3. 启动过程 (16)4. 电动机堵转过程 (17)5. 双闭环调速系统特点 (17)第5章双闭环直流调速系统仿真 (19)第6章带转速、电流负反馈的双闭环直流调速装置调试步骤 (22)附录 (24)总结 (25)参考文献 (26)摘要本文主要针对《交直流调速系统》这门课程中关于双闭环直流调速系统的特点,结构和动态过程的分析,对该系统进一步了解与学习。

从直流电动机的工作原理入手,建立双闭环直流调速系统的数学模型,并详细分析系统的原理及其静态和动态性能,且利用Simulink对系统进行各种参数给定下的仿真。

关键词:双闭环;直流调速系统;Simulink仿真前言在工业生产中,需要高性能速度控制的电力拖动场合,直流调速系统,特别是双闭环直流调速系统发挥着极为重要的作用。

转速、电流双闭环调速系统是20世纪60年代在国外出现的一种新型调速系统。

第五章 直流电动机调速控制系统

第五章 直流电动机调速控制系统
n nom I dnom R Ce
其中,R是电枢回路总电阻,为系统固有参数, Idnom是对应额定负载时的电流, 也是固定的。所以,一般开环系统无法满足一定调速范围和静差率性能指标要求。
如果在负载增加的同时设法增大系统的给定电压 Un,就会使电动机电枢两端的 电压Ud增大,电动机的转速就会升高。若Un增加量大小适度,就可以使因负载增加 而产生的 n被Ud升高而产生的速升所弥补,结果会使转速n接近保持在负载增加前的 值上。 这样,既能使系统有调速能力,又能减少稳态速降,使系统具有满足要求的调 速范围和静差率。 系统组成如图 我们可以在与调速电动机 同轴接一测速发电机TG,这 样就可以将电动机转速 n 的大 小转换成与其成正比的电压信 号Un,把Un与Un相比较后, 去控制晶闸管整流装置以控制 电动机电枢两端的电压Ud就可 以达到控制电动机转速 n 的目 的。
(5-5)
上式表明,同一系统的调速范围、静差率和额定转速降落三者之间有密不可 分的联系。对静差率值要求越小,能得到的调速范围也将越小。
Back
例题
某生产机械由他励直流电动机拖动,采用降压调速,额 定负载下电动机的额定转速为 ,理想空载转 速 。降低电压以后的转速为 ,理想 空载转速 。试求: (1)调速范围D和静差率 ; (2)如果生产工艺要求静差率 20% ,则此时的调速范 围是多少?
5.1.3 直流调速的基础知识
直流电动机 电动机 交流电动机 直流调速系统
交流调速系统
直流电动机优点: 转矩易于控制,具有良好的起制动性能,在相当长的时间内,一直在高性能调速 领域占有绝对的统治地位。此外,直流调速技术方面的理论相对成熟,其研究方法和 许多基本结论很容易在其它调速领域内推广,所以直流调速一直是研究调速技术的主 流。 由于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟,而且从控制角度来看, 它又是交流拖动控制系统的基础。因此,为了保持由浅入深的教学顺序,本章将对 直流调速的基本理论做较详细的介绍。
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异步电动机
辑 ,


伺服电动机:改善定位精度
就 有
特种电机 步进电动机:实现增量运动
自 动
………



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2020年3月3日星期二
交直流调速系统

直线坐标
直线光电编码器 直线同步感应器
传感器
位置的测量

电位器
旋转坐标
电机功率设计不受限


电机易损坏,不适应恶劣现场
电机不易损坏,适应恶劣现场


需定期维护
基本免维护


20世纪70年代以前直流占统治地位,交流电机只在定速机械上使用。
控 制
20世纪90年代中期交流变频调速逐渐成为调速领域的主角。
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交直流调速系统
交流异步电机的机械特性公式 n=60f/p(1-s) n:电机转速 f:给电机供电的交流电频率 p:电机极对数 s:转差率



*
r+

r
位 置
+ r*

制 器

r
速 度 控
+Te*
制-
器 Te
转 矩
i+*

制-
器i
电 流 控 制 功 能
电 动 机
转 矩 检 测 器
机 械 负 载
有 逻 辑 , 那 里 就


r s
动 化 控

转矩、速度、位置由内向外的三闭环系统
2020年3月3日星期二
交直流调速系统
闭环控制策略

军事自动化(MA):

雷达追踪、火炮瞄准、惯性导航、卫星姿态等
有 逻
工厂自动化(FA):
辑 ,
加工中心、工业机器人、风机水泵、轧机等动等
那 里
办公自动化(OA):
就 有
磁带机、磁盘驱动器、数控绘图机、打印机等
自 动
家庭自动化(HA):
化 控
录像机、CD机、冰箱、洗衣机等

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交直流调速系统
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2020年3月3日星期二
交直流调速系统
交流调速技术的发展历程
定义:以交流(直流)电动机为动力拖动各种生产机械的系统我们称之为交流
(直流)电气传动系统,也称交流(直流)电气拖动系统。
哪 里
构成:



交流电源 输入
直流 调速 装置
直流输出 直流 电机
中间传动机构

终端机械

2
提高产品质量 机床、印刷、包装等生产线
就 有3Biblioteka 改善工作环境 电梯、中央空调
自 动

注:并不是所有的设备使用电气传动装置后都可以节能
控 制
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交直流调速系统
直流电动机电枢电
压只能做到1000多
交直流电气传动的特点: 伏,转速每分钟数
百转到1000多转。
交流电动机电压可 做到6~10kV,转 速可达每分钟数千
旋转光电编码器 绝对旋转编码器

旋转变压器
测速发电机:交、直流
哪 里 有 逻 辑 , 那
速度的测量
数字测速
基于脉冲信号 基于微处理器

基于应变片
转矩的测量 基于磁性齿轮

基于变压器
里 就 有 自 动 化 控 制
电压、电流的测量:霍尔传感器






交流 调速 装置
交流输出
交流 电机
皮带轮、齿轮箱等
化 风机、泵等 控

变频器
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执行机构
交直流调速系统
电气传动的目的:
根据设备和工艺的要求通过改变电动机速度或输出转矩改变终

端设备的速度或输出转矩。


电气传动的意义:


序号
意义
有代表意义的行业或设备


1
节能
风机、水泵、注塑机
运动控制系统结构
PLC
变流装置
传动装置
PC/PLC
电源
定位平台
哪 里
旋转平台 有



主控制器 运动控制器 驱动器 电动机 机械系统



反馈装置
有 自



旋转变压器
直流电动机

敏捷驱动装置
编码器 电位器
伺服电动机 步进电动机
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测速发电机
直线电动机
交直流调速系统
电源
主控制器 运动控制器 驱动器 电动机 机械系统
交直流调速系统
《交直流调速系统》绪论
2020年3月3日星期 二
交直流调速系统
运动控制的认识
过程控制:针对六大参数控制,时间常数较大
工业自动化 运动控制:针对在机复械杂运条动件过下程,,时将间预常定数的小
哪 里 有
运动控制的研究内容: 控制方案、规划指令转变 成期望的机械运动
处理机械系统中一个或多个坐标上的运动以及这些
✓ 位置控制
将某负载从某一确定的空间位置按某种轨迹移动到
哪 里

另一确定的空间位置


✓ 速度控制


以确定的速度曲线使负载产生运动


✓ 转矩控制
有 自
维持转矩的恒定或遵循某一变化规律
动 化

并非所有控制系统都需要三个闭环,伺服系统一般 制
是三闭环结构,调速系统一般是双闭环结构
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闭环控制策略
控制器:


✓ 通用控制方法
有 逻
PID控制、自适应控制、Fuzzy控制等
辑 ,

✓ 特定控制策略
里 就
针对交流电动机的转矩控制有:
有 自
VVVF控制、矢量控制、直接转矩控制
动 化


2020年3月3日星期二
交直流调速系统
直流电动机
电动机
变压器(静止不动)

交流电动机
同步电动机
里 有
旋转电机
转。
直流电气传动系统特点:
交流电气传动系统特点:
控制对象:直流电动机
控制对象:交流电动机

控制原理简单,一种调速方式

控制原理复杂,有多种调速方式

性能优良,对硬件要求不高
性能较差,对硬件要求较高
逻 辑
电机有换向电刷(换向火化)
电机无电刷,无换向火化问题
, 那
电机设计功率受限


反馈装置
有 逻
运动控制系统结构
部分 —— 电力传动与系统
辑 , 那
主控制器/运动控制器:PC/PLC
里 就
电动机 电动机分类
有 自
控制设备:电力电子变流装置

反馈部分 —— 运动参数的测量和反馈
化 控
传感器 传感器分类

控制策略:开环控制、闭环控制
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交直流调速系统
闭环控制策略
交直流调速系统
闭环控制策略
✓ 转矩控制

对转矩的控制通常通过控制电流来实现
里 有
在运动控制系统中,转矩控制是最基本的控制
逻 辑

性能评价:稳态精度、动态响应速度


✓ 速度控制
就 有
开、闭环(交、直流电动机)
自 动

✓ 位置控制


开环(步进电机)、闭环(伺服电机)
2020年3月3日星期二
交直流调速系统
逻 辑 , 那
运动之间的协调,涉及各轴上运动速度的调节以及形成
里 就

准确的定位或遵循特定的轨迹等诸如此类的问题。



运动控制系统按照被控物理量可划分为:


调速系统(以转速为被控量);伺服系统(以位移为被控量)
2020年3月3日星期二
交直流调速系统
控制目标:位置、速度、加速度、转矩/力控制
运动控制系统的应用领域:
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