《直流调速系统》PPT课件.ppt

第一篇 直流拖动控制系统 电力拖动 自动控制系统 学时： 32 刘剑慰 一 .概述 1.与各学科关系 自动控制原理 前修课程 电机拖动 以电力拖动系统中采用最广泛的 电机及电力拖动为重点。本课程 强调基本理论、突出实用性，为 学习 自动控制系统 等专业打下坚 实基础。 03202210 03100510 掌握自动控制的经典理论，具备 对简单系统进行定性分析、定量 估算和初步校正的能力，初步具 备对系统进行试验研究和仿真研 究的技能，为进一步的学习及工 作实践中的实际应用奠定必要的 基础。 1.与各学科关系 本课程主要以工程实践为背景，讲述电力 拖动自动控制系统设计与应用中的 思想和 方法 。包括自动控制系统的概论、半导体 变流技术基础知识、直流和交流调速系统 以及位置随动系统的组成、分析和工程设 计等。 自动控制系统 03100910 一 .概述 自动控制原理 电机拖动 03202210 03100510 2.发展近况 一 .概述 四、五十年代经典控制理论发展成熟 60年代随计算机发展，出现现代控制理论 70年代以来，在系统理论、信息论、 计算机科学、心理学和人工智能基础上， 广度上向 大系统 理论发展 深度上向 智能控制 理论发展 自动控制装置 被控对象 3.自动控制系统的定义 一 .概述 控 制 器 对 象 比 较 测 量 输 出 期 望 输 出 1.自控系统分类 生产过程中，从控制对象工艺过程的角度 电动机 速度控制：调速系统 位置控制：随动（伺服）系统 张力控制 二、控制系统一般概念 电力拖动 自动控制系统 控 制 装 置 被 控 对 象 1.自控系统分类 生产过程，控制对象工艺过程的角度 自动化仪表 温度 压力 流量 液位 二、控制系统一般概念 电力拖动 自动控制系统 过程控制系统 控 制 装 置 被 控 对 象 2.对自动控制系统的要求 稳 准 快 稳定性 稳态误差 动态性能 二、控制系统一般概念 tp ts ess % 3.设计步骤 1.分析任务 数学模型 初步方案 2.数学仿真，调整修改参数 (MATLAB) 3.原理图 试验模型 原理实验 4.样机生产 二、控制系统一般概念 第一章 闭环控制的直流调速系统 e dd K RIU n n转速 U电枢电压 I电枢电流 R电枢回路 总 电阻 励磁磁通 Ke电动势常量 M + - U d + - n M I d + - U d I f + - E L 1-1直流调速系统用的可控电源 1.旋转变流机组 交流电动机 直流发动机：得到直流电 2.静止可控整流器 晶闸管： 交流 直流 3.直流斩波器和脉宽调制变换器 直流 直流 一 .旋转变流机组 1-1直流调速系统用的可控电源 交流电动机 直流发动机 ： 得到直流电 M - U d + - n I f M G U i f 控 制 装 置 被 控 对 象 1. 三极管 B E C 用基极电流控 制 E,C导通 2. 二极管 正 极 负 级 K A G 3.晶闸管 二 .静止可控整流器 1-1直流调速系统用的可控电源 单向导通 阳极 A，阴极 K,门级 G 1. 三极管 2. 二极管 K A G 1.当晶闸管承受 反向阳极 电压， 不论门 级 承受何种电压，晶闸管处于 关断 状态 2.承受 正向阳极 电压， 仅在 门 级承受 正 向 电压情况下 导通 3.导通 情况下，只要仍有一定 正 向 阳 极电 压， 不论 门 级电压如何，晶闸管仍保持 导 通 ，即晶闸管导通后，门级失去控制 阳极 A 阴极 K 门级 G 1-1直流调速系统用的可控电源 3.晶闸管 一 .单相可控整流电路 + - 1U+ - 2U+ -U k + - dU 1-1直流调速系统用的可控电源 t 一 .单相可控整流电路 + - 1U+ - 2U+ -U k + - dU 控制角 ： 晶闸管从开始承受正向电压到开 始导通的这段时间对应的角度 导通角 ： 晶闸管导通的电角度 1-1直流调速系统用的可控电源 t 2 一 .单相可控整流电路 1-1直流调速系统用的可控电源 + - 1U+ - 2U+ -U k + - dU 2 1 450 2 2 1 2 2 c o s U. )t(tds i nUU d t 2 课堂习题 单项半波可控整流电路，电阻性负载，电阻 R 7.5 ，变压器二次电压的有效值为 U2=150V,在 60 时给出触发脉冲，则输出平均电流 Id为 多少？ 答案： V.c o s.c o sU.U d 625502 60115045021450 2 ARUI dd 75.65.7 6 2 5.50 晶闸管 -电动机调速系统 图 1-3 晶闸管 -电动机调速系统原理图 晶闸管触发整流装置 M + - U d + - n I f cu + - V T G T 控 制 装 置 被 控 对 象 三 .直流斩波器和脉宽调制变换器 强 迫 关 断 电 路 M + - U s L V D V T ss on d UUT tU T晶闸管的开关周期 ton VT开通时间 ton/T=tonf占空比 f开关频率 1-1直流调速系统用的可控电源 + - U s t u + - U s t o n T t u U d 课堂习题 1.2斩波器 :Us=20V,Ud=15V,求占空比 若 ,f=300Hz,求开通时间 ton mss f to n U U s d 5.2105.2 3 0 0 75.0 75.0 3 答案 : + - U s t o n T t u T t o n T = 常 值 t i 晶闸管发明人 获首届国际能源奖 尼克 奥隆尼亚克 来自美国伊利诺伊大学。 “全球能源奖”评选委员会决定将该奖项授 予他以表彰其在节能研究方面作出的突出贡 献。他发明的晶闸管可以将直流电和交流电 进行相互转换，从而可以进行能源储存，并 大大降低能源消耗。目前世界上 30 的电能 通过晶闸管进行转换。他还发明了半导体光 辐射二极管，与传统的白炽灯相比，其使用 寿命更长，不久后有望取代传统的照明方式。 新华网 2003-04-27 14:52:45 水银整流代替旋转变流机组 1948年 6月 1日，大同电化厂用 200安的 W型电解槽和 60千瓦 直流发电机 生产烧 碱，年生产能力 30吨 ，联产漂白粉，作 坊式生产。后停产， 1949年 8月修复生 产。 1958年年产量 765吨。 1965年 3月 实现了用 水银整流器 代替 用电动机拖动 直流发电机 的落后工艺，用虎克 8型石 墨电解槽取代 200安的 W型电解槽，用 60平方米双效蒸发器取代底火敞开蒸发 锅，年生产能力 3500吨。