02 1.1-1.2 直流调速系统用的可控直流电源&V-M系统主要问题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第1章 闭环控制的直流调速系统,1.1,直流调速系统用的可控直流电源,1.2 V-M,系统主要问题,2024/10/7,-,主要内容,-,直流电动机的调速方法,可控直流电源,旋转变流机组供电的直流调速系统,静止式可控整流器供电的,V-M,系统,晶闸管电动机系统的主要问题,2024/10/7,一、直流电动机的调速方法,直流电动机转速和其他参量之间的稳态关系可表示为：,n,-,转速（,r/min,）；,U,-,电枢电压（,V,）；,I,-,电枢电流（,A,）；,R,-,电枢回路总电阻（）；,-励磁磁通（,Wb,）；,Ke,-,由电机结构决定的电动势常数。,对应三种调速方法,2024/10/7,调节电动机转速有三种方法：,调节电枢供电电压,。对于一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。因此，自动控制的直流调速系统往往以变压调速为主。,减弱励磁磁通,。减弱磁通能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。,改变电枢回路电阻,。改变电阻只能有级调速。,2024/10/7,二、可控直流电源,旋转变流机组。,用交流电动机和直流发电机 组成机组，获得可调的直流电压。,静止式可控整流器。,用静止式的可控整流器获得可调的直流电压。,直流斩波器或脉宽调制变换器。,用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，产生可变的平均电压。,-,三种主要形式,2024/10/7,三、旋转变流机组供电的直流调速系统,图,1,：旋转变流机组供电的直流调速系统(,G-M,系统)原理图,励磁电流,设备名称,工作过程,机械特性,2024/10/7,图,2,：,G-M,系统的机械特性,2024/10/7,四、静止式可控整流器供电的,V-M,系统,图,3,：晶闸管-电动机调速系统（,V-M,系统）原理图,晶闸管可控整流器,触发装置,设备名称,工作过程,2024/10/7,五、晶闸管电动机系统的主要问题,VM,系统本质上是带,R、L、E,负载的晶闸管可控整流电路，,4,个主要问题,：,1）,触发脉冲相位控制,；,2）,电流脉动及其波形的连续与断续,；,3）,晶闸管电动机系统的机械特性,；,4）,晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数,。,2024/10/7,1）触发脉冲相位控制,图,4,：,V-M,系统主电路的等效电路图,瞬时电压平衡方程式可以写成：,E-,电动机反电动势(,V,),；,i,d,-,整流电流瞬时值(,A,),L-,主电路总电感(,H,),；,R-,主电路等效电阻(,),对,u,d0,进行积分，即得理想空载整流电压平均值,U,d0,。,U,d0,2024/10/7,一般的全控整流电路，当电流波形连续时，,U,d0,可以表示为：,式中：,触发脉冲控制角,；,U,m,交流电源线电压峰值,（,V）；,m,交流电源一周内整流电压脉波数。,当 0,0，,整流状态，电功率从交流侧输送到直流侧；,当,/2,max,时，,U,d0,0，,有源逆变,状态，电功率反向传送。,U,d0,2024/10/7,2）电流脉动及其波形的连续与断续,a.,电感量大，且负载也足够大时，电流连续（脉动）,b.,电感量小，且负载轻时，电流断续,图,5,：,VM,系统的电流波形,抑制电流脉动的主要措施：,设置平波电抗器；,增加整流电路相数。,2024/10/7,3）晶闸管电动机系统的机械特性,当电流,连续,时，,V-M,系统的机械特性方程式为,式中:-电机在额定磁通下的电动势系数。,图,6,：电流连续时,V-M,系统的机械特性,2024/10/7,当电流连续时，特性硬；,当电流断续时，特性很软，呈显著的非线性,。,cf.,完整的,V-M,系统机械特性，分为,电流连续区,和,电流断续区,2024/10/7,4）晶闸管触发和整流装置的放大系数和 传递函数,采用锯齿波触发器移相时的特性:,考虑,静态特性,考虑,动态过程,2024/10/7,考虑,动态过程,，可把晶闸管触发与整流装置看成是一个纯滞后环节。用单位阶跃函数表示滞后，则晶闸管触发与整流装置的输入,-,输出关系为：,按拉氏变换的位移定理，晶闸管装置的传递函数为：,考虑,静态特性,，求放大倍数:,简 化,2024/10/7,为了简化，将该指数函数按台劳级数展开：,考虑到,T,s,很小，可忽略高次项，则传递函数便近似成,一阶惯性环节,。,a),准确的,b,）,近似的,晶闸管触发与整流装置动态结构框图,2024/10/7,THE END,2024/10/7,