07直流传动系统
直流传动工作原理
直流传动工作原理
直流传动的工作原理主要涉及电流在直流电源的作用下，通过电刷和换向器相互摩擦，形成闭合回路。
电流经过换向器（也叫换向片）流进线圈，从线圈的右边流出来，经过右边的换向片和右边的电刷流回到电源的负极。
由于线圈处在主磁极的磁场中，线圈会受到电磁力的作用，形成电磁转矩。
在电磁转矩的拉动下，线圈开始转动。
此外，直流传动系统中的换向器和电刷起到关键作用。
当线圈转到不同位置时，由于磁场方向的改变，线圈内的电流方向也会改变。
换向器和电刷的配合作用使得电流可以从一个线圈顺利过渡到另一个线圈，保证电机连续转动。
以上信息仅供参考，如有需要，建议您查阅相关文献或咨询专业工程师。
直流传动系统控制简述
直流传动控制系统简述直流传动控制系统的学习要求在了解机电传动自动调速系统的组成、生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求以及调速系统的调速性质与生产机械的负载特性合理匹配的重要性之基础上，重点掌握自动调速系统中各个基本环节，各种反馈环节的作用及特点，掌握各种常用的自动调速系统的调速远离、特点及适用场合，以便根据生产机械的特点和要求来正确选择和使用机电传动控制系统。
一、 机电传动控制系统的组成和分类直流传动控制系统——以直流电动机为动力交流传动控制系统——以交流电动机为动力（一）、机电传动控制系统的组成组成：由电机、电器、电子部件组合而成。
①、 开环控制系统（单向控制）如下图11.1所示的G-M 系统。
开环控制系统往往不能满足高要求的生产机械的需要。
注：输入量—控制量，输出量—被控制量。
1.主要参数1)转速降(与无关) N t e da fa N T K K R R n 2Φ+=∆0n2)调速范围 （前提：生产机械对转速变化率的要求）3)静差度（或稳定度、转速变化率）4)关系： （） ①由电机铭牌而定，，D 由生产机械要求而定。
②一定，不同的静差度就有不同的D ，故在说明系统达到D 时，同时说明所允许的最小S 。
③一定，，机械特性硬度。
2.提高机械特性硬度的方法——使电动机转速不变。
负载↑，n↓1)在电动机轴上安装一台测速发电机BR ，输出电势。
2)偏差电压（给定电压） ↑↑↑↑∆↓↓↑n E I U U E n T G g BR 励磁不变 （负反馈控制）minmax /n n D =000nn n n n S N N ∆=-=)1(22max S n S n D N -∆=Nn n n ∆-=02min max n S S ≤2N n ∆2S ↓∆↑N n D ,↑n K E BR BR =g U U =∆BRE -3)加一个放大器，，n 不变（负载变动）。
注：a ）稍变化，更大变化。
b ），维持。
直流传动6RA70调试步骤
引用推荐编辑只看复制直流传动6RA70调试步骤直流传动6RA70调试步骤一、参数复位控制器送电、5U1、5W1、P051=21。
恢复工厂设置，然后设置参数。
二、检查电机风机内控风机合闸，检查风机转向。
三、励磁检查P257=0~100% → 0~100%Ie在不合ME的情况下，加脉冲检查；加电流波形检查。
四、空转电机P081=0、P082=2、P083=3、P084=1。
合闸、使能、电位器加给定、电机运行、不稳。
五、电流环优化P051=25、合闸、使能、控制器优化、运行、大约30S左右，优化完成。
P051=40。
六、检查码盘反馈合闸、使能、运行电机，观察R024是否稳定、数值是否与实际转速相符。
R024=%n最高极性要正确。
可逆系统，正给定，R024为正。
不可逆系统，R024为负。
七、速度闭环P083=2。
运行电机，观察基速下电机运行情况。
八、弱磁优化P051=27，控制器优化运行。
完成P051=40。
九、最高速检查P081=1，合闸、使能、运行电机，电位器加给定、到100%n最高运行一段时，观察电机有无异常。
十、调试完毕参数设置P051=40P078.01=660P081=0 (1)P082=2P0=3(2)P084=1P100=电枢电流P101=660V(400V)P102=励磁电流P140=1P141=1024P142=0P143=电机最高转速不可逆可逆系统P580=17P771=260 P771=107P772=261 P772=9350P750=9211P755=9210U243=107U242.01=0U242.02=1U241=9350U240.01=0U240.02=1U320.01=9390U320.02=107U320.03=1U360.01=12U360.02=165U360.03=0脉冲检查+电流波形检查P084=2P082=0P602=0P154=0P155=3示波器接端子12、13，看电流波形，用电位器加给定，把电枢回路拆掉，接入电阻2~3Ω、200~300A，合闸、使能、用电位器慢慢加给定，观察电流波形是否整齐、电流表指示是否正确、脉冲是否有？注意：示波器电源插头，不要地线，否则测脉冲时会损坏示波器。
直流传动工作原理
直流传动工作原理直流传动是一种通过直流电源驱动实现机械设备运动的工作原理。
一般情况下，直流传动系统由直流电源、直流电动机和传动装置组成。
直流传动系统在工业生产中得到广泛应用，其工作原理和结构非常重要，下面我将详细介绍直流传动的工作原理。
直流传动的工作原理核心是通过电动机来实现机械设备的驱动。
直流电动机是直流传动系统的关键部件，通过电磁感应原理实现能电能转换，将电能转化为机械能，驱动机械设备正常运转。
在直流电动机内，有一个由绕组组成的转子，外部有一个固定的磁场。
当外加电流通过电动机的绕组时，会在固定磁场内产生一个转矩，从而带动转子转动，达到驱动机械设备的目的。
直流传动系统的工作原理还在于传动装置。
传动装置一般由齿轮、皮带和联轴器等组成，通过传动装置将电动机的转速和扭矩传递给要驱动的机械设备，实现机械设备的运动。
不同的传动装置适用于不同的场景，能够实现不同的传动比和传动方式，从而满足各种工作要求。
直流传动系统的工作原理还和直流电源的供电方式密切相关。
直流传动系统通常由稳定的直流电源供电，以保证电动机能够稳定可靠地运行。
直流电源可以通过各种方式获得，包括电池、电力网等，通过合适的控制电路和电气设备，将电能有效地传递给电动机，从而实现对机械设备的驱动。
直流传动系统的工作原理主要是通过电动机、传动装置和直流电源相互配合，将电能转化为机械能，驱动机械设备实现运动。
通过理解直流传动的工作原理，能够更好地应用于实际生产中，提高工作效率，满足生产需要。
在实际应用中，工程师们需要根据具体的机械设备特点和工作要求，选择合适的直流传动系统，并合理设计传动装置和电源供应系统，以确保设备的正常运行。
随着科技的发展，直流传动系统得到了不断的优化和改进，其应用范围和效率也得到了提高。
通过不断学习和研究，可以更好地理解直流传动系统的工作原理，为工程技术的进步和生产效率的提高做出贡献。
列车电力传动与控制第1章交-直流传动技术
动、交-直流传动两个阶段。直-直流传动机车因技术原因已 被淘汰，交-直流传动机车/动车组技术成熟、性能可靠，保 有量很大，仍在许多国家、地区作为主型机车继续服役。 对于直流传动电力机车/EMU，没有经过直-直流传动阶 段，只经历了交-直流传动阶段。由于采用整流调压电路结构、 形式不同，先后经历了调压开关与二极管组合的有级调压、
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110KV/50Hz
发电厂
升压站
地区变电所
牵引变电所
25kV/50Hz
A
25kV/50Hz 分相绝缘节
B
回流线 钢轨
图1–1 电力牵引系统组成
弓等高压电器，将接触网上 25kV/50Hz 单相交流电导入机车 内牵引变压器一次绕组，电流流过一次侧绕组，经车体接地装
臵与钢轨、回流线联结，与牵引变电所形成高压供电回路。同
本章主要介绍电力机车、EMU的直流传动系统，围绕基 本组成、牵引与制动等主要方面，进行系统分析。
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1.1 电力牵引传动系统的组成
电力牵引系统是由牵引供电部分和牵引动力装臵两大部分
组成，包括从牵引变电所到列车受电弓在内的供电部分和牵引
动力装臵的传动系统。牵引动力装臵主要指电力机车、电动车 组（EMU）。电力牵引系统组成如图1-1所示。一般习惯上以
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电力传动与控制
入交流传动时代，新造机车/动车组全部采用交流传动系统,
其交流传动机车、动车组的应用已很成熟。我国目前在线运
用的机车绝大多数属于交-直流传动机车。交流传动机车、 动车组在我国还处于起步发展阶段。我国曾研发了个别车型 的交流传动机车，但由于受关键技术、成本等因素制约，只 在机车型谱里占了一个位臵，没有形成批量。当前正在引进 的和谐系列机车、动车组均采用交流传动系统，这将确定了 我国牵引动力的发展方向，必然是走交流传动之路。 直流电力传动技术(机车)的发展概略为：
地铁的动力原理
地铁的动力原理地铁的动力原理是通过电动机驱动列车前进。
地铁列车主要有两种传动方式：直流传动和交流传动。
下面将详细介绍这两种传动方式的工作原理。
直流传动方式是最常见的地铁传动方式之一。
直流传动的主要组成部分包括电动机、牵引电缆、电压变换装置和控制系统。
电动机是地铁列车的动力源，它将电能转化为机械能，使列车得以前进。
牵引电缆将供电装置提供的直流电能传输给电动机。
电压变换装置负责将供电装置提供的高压直流电压变换为适合电动机工作的低压直流电压。
控制系统通过控制电动机的工作状态，实现列车的加速、减速和停车。
直流传动方式的工作过程如下：首先，供电装置提供直流电能，通过牵引电缆传输到电动机。
电动机通过电磁感应原理，将电能转化为机械能驱动车轮转动。
电动机的转动通过传动装置传递给车轮，从而推动列车前进。
控制系统根据列车运行的需要，调节电动机的工作状态，控制列车的速度和停车。
交流传动方式也是地铁常用的一种传动方式。
交流传动的主要组成部分包括交流电机、变压器和控制系统。
交流电机是地铁列车的动力源，它将电能转化为机械能，推动列车前进。
变压器用于将供电装置提供的交流电压变换为适合电动机工作的交流电压。
控制系统通过调节电动机的工作状态，控制列车的速度和停车。
交流传动方式的工作过程如下：首先，供电装置提供交流电能，经过变压器变压换流后，传输到电动机。
电动机利用电磁感应原理，将电能转化为机械能，从而推动列车前进。
控制系统根据列车运行的需要，调节电动机的工作状态，控制列车的速度和停车。
除了直流传动和交流传动方式之外，地铁列车还可以采用其他类型的动力装置，如线性感应驱动、永磁同步驱动等。
这些动力装置的工作原理各不相同，但本质上都是将电能转化为机械能，推动列车前进。
总之，地铁的动力原理是通过电动机将电能转化为机械能，推动列车前进。
直流传动和交流传动是最常见的地铁传动方式，分别通过直流电和交流电驱动电动机工作。
了解地铁的动力原理，有助于我们更好地理解地铁的运行原理，并对其维护和修理提供技术支持。
交流传动与直流传动优劣的比较
交流传动与直流传动优劣的比较一、交流传动背景介绍1、发展历程电力传动诞生于19世纪，20世纪初被广泛应用于工业、农业、交通运输和日常生活中。
执行机构由直流电动机驱动，则称为直流电气传动系统，执行机构由交流电动机驱动，则称为交流电气传动系统。
20世纪30年代，人们已经认识到变频调速是交流电动机一种最理想的调速方法；60年代，随着电力电子技术的发展和变频调速装置的研制成功，交流调速技术成为电动机调速的发展方向；70年代中期，在世界范围内出现能源危机，节约能源成为人们关注的问题；许多过去不调速的传动装置，如风机、水泵等，也都采用了调速传动；90年代以来，随着大功率电力电子器件和微电子技术的飞速发展，以及现代控制理论和控制技术的应用，交流传动调速技术取得了突破性的进展，逐步具备了调速范围宽、稳速精度高、动态响应快以及可作四象限运行等优良的技术性能。
目前，交流传动已经作为一种完全被肯定的系统，大举进入电气传动调速控制的各个领域。
2、交流传动电力机车发展综述随着科技的进步，电力机车的发展方向逐渐成为以安全性、实用性、可靠性、灵活性、舒适性越高越好；费用越低越好的发展目标。
但是，不可避免的，存在着地域规范、供电制式、空间、体积、重量、技术水平、工艺水平等限制。
随着电力电子技术、微电子技术、新材料、新工艺等的出现与发展，行业从业者们满足运输的需求，充分利用新技术，利用新材料，采用新工艺从而实现新一代电力机车的发展。
3、交流传动电力机车的组成辅助变频器主变频器及电机驱动模动力制动模通讯模块空气系统模块电子设备图1-1 机车内部构造4、我国交流传动机车的发展现状我国交流传动技术的研究始于70年代初，可以说起步不晚，但国际上80年代初交流传动机车就已经进入商用化，技术日趋成熟。
铁道部主管领导曾指出，我国发展交流传动不要跟在别人后面先KK，后GTO，再IGBT一步一步地走老路绕弯子，应跨过GTO阶段，直接发展IGBT技术，缩短我国与国际上当今先进技术的差距。
直流牵引系统的名词解释
直流牵引系统的名词解释直流牵引系统是一种重要的轨道交通系统，广泛应用于地铁、有轨电车和高速铁路等领域。
本文将对直流牵引系统涉及的一些主要名词进行解释和探讨，以帮助读者更好地了解这一技术。
1. 直流牵引系统直流牵引系统是一种利用直流电源供电的电力传动系统。
它由供电系统、牵引变流器、牵引电动机和传动装置等组成。
直流牵引系统主要包括牵引系统和辅助系统两个部分。
其中，牵引系统负责将电能转化为机械能，使车辆运行；辅助系统则提供车辆辅助功能，如照明、空调和紧急制动等。
2. 牵引变流器牵引变流器是直流牵引系统中的关键设备之一。
它将交流电源转换为直流电源，供给牵引电动机。
牵引变流器的主要功能是控制电机的速度和扭矩输出，以满足车辆的运行需求。
常见的牵引变流器类型有晶闸管变流器和现代化的高压脉宽调制变流器。
3. 牵引电动机牵引电动机是直流牵引系统中实现电能转化为机械能的核心部件。
它通常采用直流串联电动机或直流复合电动机。
牵引电动机具有高效率、可靠性强和扭矩特性好等优点，能够提供足够的动力驱动车辆运行。
4. 传动装置传动装置是直流牵引系统中的另一个重要组成部分。
它通过传递电动机的扭矩，将能量转化为轮轴的旋转力，推动车辆前进。
传动装置通常包括齿轮传动和转向架等，能够通过合理的设计提高传动效率和系统性能。
5. 制动系统制动系统是直流牵引系统中保证车辆行驶安全的关键部件。
它可以分为常用制动和紧急制动两种。
常用制动通过减速装置将动能转化为热能来实现制动，通常由电动制动和机械制动组成。
紧急制动则通过电气或气动系统来迅速停止车辆，保障乘客和车辆的安全。
6. 供电系统供电系统是直流牵引系统的能源来源。
它通常由供电网、变电站和接触网等组成。
供电网将电能输送到变电站，经过变压器等设备进行处理后，通过接触网供给给车辆的牵引电动机。
供电系统对于保证直流牵引系统的稳定运行和可靠供电至关重要。
总结：直流牵引系统是现代轨道交通系统中广泛采用的一种电力传动技术。
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15、X2010A型龙门刨床进给拖动系统的移相触发器由哪几个部 分组成？试说明各个部分的作用和工作原理。
3.直流电动机变电枢电压调速，调速范围D和哪些因素有关?这 些因素是如何影响D的?
答： 答题要点：1. nmax，即nN，2. 给定的S2， S2大，D也大， 3. ΔnN，ΔnN 越小<3，调速极数2～6，重载启动， 短时工作或重复短时工作，请确定调速方案。 答题要点：绕线式异步电动机，转子串电阻调速。
如图11.5，系统从n1 过渡到n2 时： MP 太大，达不到生产工 nmax n2 ▲最大超调量 M 100% 艺要求，MP 太小，→过 P n2 渡过程过于缓慢 ，生 产 率↓，一般MP=10％～35 ▲过渡过程时间T ％。 从 输 入 控 制 开 始到 被 调量 n进 入 (0.05~0.02) n2区间为止的一段时间
R1 1 U K U Udt R0 R0 C1
∵只要ΔU＝Ug －Uf≠0，系统就会起调节作用，当ΔU＝0，Ug ＝Uf，调节作用才停止。 调节停止后，PI输出Uk由于积分作用，保持在某一数值，以维 持电动机在给定转速下运转，系统可以消除静态误差。 当ΔU＝0，系统输出电压决定于Uk，而Uk决定于积分值：
5. 电动机调速性质如何与生产机械负载特性匹配?
答题要点：恒转矩负载应选恒转矩性质调速方式；恒功率负载 应选恒功率性质调速方式； 6.直流电动机调速系统中，电流截止负反馈作用是什么? 答题要点：电流正常时，负反馈截止；电流超过额定值一定量 时，负反馈起作用，使转速迅速降低，以保护电动机。 7. 某一调速系统在高速时的理想空载转速n01=1850r/min，低速 时的理想空载转速n02=150r/min，额定负载时的转速降 ΔnN=50r/min。试求：①调速范围D和低速时系统的静差度S2； ②写出系统的调速范围D、静差度S2、最高转速nmax和转速 降 ΔnN四者之间的关系；③在nmax一定时，扩大调速范围的方法是 什么？
10. 积分调节器为什么能消除静态误差？ 答：只要系统受干扰时出现偏差， ΔU≠0，积分调节器就开始积 分，它的输出使被调量变化，力图恢复受干扰前的数值，当完 全恢复后， ΔU=0，积分调节器能维持此过程中积分的数值，所 以可消除静差。 11. 为什么仅有n负反馈单闭环系统在运行中，若突然失去n负反 馈，就可能造成严重事故 答：为使闭环系统获得开环系统时的n0，Ug要比开环系统高(1 ＋K)倍。所以仅有n负反馈单闭环系统在运行中，若突然失去n 负反馈，就可能造成严重事故。
19、无静差调速系统的稳定精度是否受给定电源和测速发电机精 度的影响？为什么？ 答：是。因为：偏差电压ΔU＝Ug －Uf ，当Ug 不稳定，或测速 发电机的Uf 不稳定，都会影响到ΔU，从而也影响到UK，继而 影响到Ud和n稳定精度。
动态指标：过渡过程时间、最大超调量、振荡次数
●静态指标
▲静差度S TL 变化时，应使n变 一般S≤50％，普通车床S≤30％， 龙门刨床S≤5％，冷轧机S≤2％， 化维持在一定范围。静 差度S表示n稳定的程度， 热连轧机S=0.2％~0.5％，造纸机 即S应小于一定值。 S≤0.1％。 由式 S n0 nN nN n0 n0 在 一 个调 速 系 统中 ， 如 果在 机械特性愈硬，S愈小， nmin 运行能满足S要求，则在其 n相对稳定性愈高。 他转速必能满足要求。 ▲调速范围D 不同生产机械要求D不相同，如S一 nmax vmax 定 ， 车 床 D=20~120 ， 龙 门 刨 床 如式 D nmin vmin D=20~40 ， 钻 床 D=2~12 ， 铣 床 D=20~30 ， 轧 钢 机 D=3~15 ， 造 纸 机 D=10~20，机床进给机构D=5~30000。
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机械、电气联合调速时，设D──生产机械调速范围，Dm── 机械调速范围，De──电气调速范围，则De=D/Dm。 ▲调速的平滑性 两个相邻调速级转速差。在一定调速范围，n级数越多，平 滑性就越高，若级数→无穷大，即n连续可调，为无级调速。
●动态指标
调速过程中，从一种稳定速度→另一稳定速度，∵电磁惯性、 机械惯性，要经过一段过渡过程或动态过程。生产机械对动态 指标要求：过渡过程时间、最大超调量、振荡次数。
13、什么叫调速范围、静差度？它们之间有什么关系？怎样才能 扩大调速范围？
答：电动机在额定负载下所允许的最高转速和在保证生产机械对 转速变化率的要求前提下所能达到的最低转速之比叫调速范围。
电动机由理想空载到额定负载时的转速降与理想空载转速之 比叫静差度。 在一个调速系统中，转速降一定时，在不同的静差度下就有 不同的调速范围。静差度越大，调速范围也越大。 保证在一定静差度的前提下，扩大系统调速范围的方法是提 高电动机机械特性的硬度，以减小转速降。
12、何谓开环控制系统？何谓闭环控制系统？两者各具有什么优 缺点？
答：只有控制量（输入量）对被控制量（输出量）的单向控制作 用，而不存在被控制量对控制量的影响和联系，这样的控制系统 称为开环控制系统。开环控制系统不能满足高要求的生产机械的 需要，调速范围小。
输入量与输出量之间既有正向的控制作用，又有反向的反馈 控制作用，形成一个闭环，即闭环控制系统。闭环控制系统调速 范围大。
答：锯齿波形成环节，形成与主电压同步的锯齿波，原理见书。
移相控制环节，利用锯齿波与控制电压相比较，控制1VT通 断，原理见书。
脉冲输出环节，利用4V变压器得到触发脉冲，原理见书。
16、生产机械对调速系统提出的静态、动态技术指标主要有哪些？ 为什么要提出这些指标？ 答：静态指标：静差度S 、调速范围D 、调速的平滑性
▲振荡次数 在T内，n在其稳定值上下摆 动的次数，图11.5中为1次。
图11.6，系统1：T太长； 系统2：被调量虽变化很 快，但不能及时停住，要 几次振荡才能停在新的稳 定值上；系统3 ：动态性 能较理想。 龙门刨床、轧钢机允许 一次振荡，而造纸机不许 有振荡。
17、积分调节器在调速系统中为什么能削除系统的静态偏差？在 系统稳定运行时，积分调节器输入偏差电压ΔU＝0，其输出电压 决定于什么？为什么？ 答：因为
1 Udt R0 C1
18、在无静差调速系统中，为什么要引入PI调节器？比例积分两 部分各起什么作用？ 答：PI调节器是一个无差元件，无静差调速系统出现偏差时PI 动作以削除偏差，当偏差为零时停止动作。
开始和中间阶段，比例调节起主要作用，它首先阻止Δn的 继续↑，而后使n迅速↑，在末期，Δn很小，比例调节作用不明显， 而积分调节作用就上升到主要地位，它最后消除Δn，使n回升到 n1。
静差度 和平滑度 。 9. 有静差调节和无静差调节系统的含义是 什么？ 答：依靠被调量(如转速)与给定量之间的偏差来进行调节，使被 调量接近不变，但又必须有偏差( 即ΔU≠0)的反馈控制系统， 即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量( 即ΔU=0)的反馈 控制系统，即无静差调节系统，该系统中采用比例积分调节 器。
14、为什么电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应？ 两者如何配合才能算相适应。
答：电动机在调速过程中，在不同的转速下运行时，实际输出转 矩和输出功率能否达到且不超过其允许长期输出的最大转矩和最 大功率，并不取决于电动机本身，而取决于生产机械在调速过程 中负载转矩TL及负载功率PL的大小和变化规律。所以，为了使 电动机的负载能力得到最充分的利用，在选择调速方案时，必须 注意电动机的调速性质与生产机械的负载特性要配合恰当。
机电传动控制
工学院
复习题及解答
1. 电流截止负反馈的作用是什么？试画出其转速特性n=f(Ia),并 加以说明：转折点电流I0，堵转电流Ia0,比较电压Ub如何选？
2.试述晶闸管直流调速原理。 答：答题要点：给定 电压Ug可调速；TL 变化时，n自动变化 过程； 放大器作用： 使ΔU微小变动便得 到很大控制，使 EGT≈Ug，即n基本不 变。
答：①
Dn n
②
n n n n D n S n 1 S
max min 01 02
max 2 N 2
N N
1850 50 18 150 50
S2
n n
N
02
50 1 150 3
③ 在nmax与S2一定时，扩大调速范围的方法是减少ΔnN
8. 生产机械对电动机调速系统提出的主要静态指标有 调速范围 、