緒論交直流調(diào)速系統(tǒng).ppt

交直流調(diào)速系統(tǒng),引言：關(guān)于調(diào)速系統(tǒng),緒論,第1 講,以生產(chǎn)機(jī)構(gòu)的速度、位置-等變量為被控量，以“電動(dòng)機(jī)”為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,0.1自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成體系,自動(dòng)控制系統(tǒng)分為,生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng),電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng),以生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)T、P、Q-等變量為被控量，以“自動(dòng)化儀表”為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,0.2電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類,1、調(diào)速系統(tǒng)：以控制電機(jī)速度為目的 2、隨動(dòng)系統(tǒng)：以控制電機(jī)轉(zhuǎn)角為目的 3、程序控制系統(tǒng)：以計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制規(guī)律 根據(jù)電機(jī)是交流還是直流，系統(tǒng)又分為直流和交流系統(tǒng)。,0.3工業(yè)上常用的交直流調(diào)速系統(tǒng),2、位置控制系統(tǒng)（調(diào)速系統(tǒng)+位置外環(huán)）：即隨動(dòng)（伺服）系統(tǒng)。例如液面位置的控制，雷達(dá)方位角的控制，機(jī)械加工中的軌跡控制等。,1、速度控制系統(tǒng)：即調(diào)速控制系統(tǒng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),4、多點(diǎn)擊同步控制系統(tǒng)（多調(diào)速系統(tǒng)+同步控制裝置） 系統(tǒng)中有多個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，每個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)由一個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)單元拖動(dòng)，組成多單元同步控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中個(gè)單元應(yīng)能同時(shí)按規(guī)定的速比穩(wěn)速運(yùn)行，并有良好的統(tǒng)調(diào)、單調(diào)性。,3、張力控制系統(tǒng)（調(diào)速系統(tǒng)+張力外環(huán)） 例如：加工各種帶材和線材的控制,上述系統(tǒng)的基礎(chǔ)都是速度控制系統(tǒng)。,交通系統(tǒng),鋼鐵生產(chǎn),1、什么是調(diào)速及調(diào)速系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)是用來(lái)拖動(dòng)某種生產(chǎn)機(jī)械的動(dòng)力設(shè)備，所以需要根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)生產(chǎn)要求的過(guò)程就稱之為調(diào)速。 用于完成這一功能的自動(dòng)控制系統(tǒng)就被稱為是調(diào)速系統(tǒng)。,（1）調(diào)速：在加工毛坯工件時(shí)，為了防止工件表面對(duì)生產(chǎn)刀具的磨損，因此加工時(shí)要求電機(jī)低速運(yùn)行；而在對(duì)工件進(jìn)行精加工時(shí)，為了要縮短工加時(shí)間，提高產(chǎn)品的成本效益，因此要求電機(jī)高速運(yùn)行。,2、調(diào)速系統(tǒng)的作用,（2）穩(wěn)速：為保證工件表面質(zhì)量和精度，要求電動(dòng)機(jī)運(yùn)行速度平穩(wěn)。,任何一臺(tái)需要轉(zhuǎn)速控制的設(shè)備，其生產(chǎn)工藝對(duì)控制性能都有一定的要求。 例如，高速造紙機(jī)的抄紙速度達(dá)到1000m/min，要求穩(wěn)速誤差小于0.01%。,3、調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo),所有生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)提出的要求，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)按一定的技術(shù)指標(biāo)即靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)來(lái)執(zhí)行。,（1）調(diào)速范圍D 生產(chǎn)機(jī)械在額定負(fù)載時(shí)要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速nmax 與最低轉(zhuǎn)速nmin之比稱為調(diào)速范圍，用D表示。即： 通常視nmax為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN 。 （2）靜差率S 調(diào)速系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增 加到規(guī)定負(fù)載時(shí)，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落n與理想轉(zhuǎn)速n0 之比，用s表示。即：,靜態(tài)指標(biāo)： 調(diào)速范圍 靜差率,動(dòng)態(tài)指標(biāo)： 超調(diào)量()、調(diào)節(jié)時(shí)間（ts）、震蕩次數(shù)（N）,4、調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展前景,直流調(diào)速：范圍廣，靜差率小、穩(wěn)定性好、良好的動(dòng)態(tài)性能。 交流調(diào)速：交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、維護(hù)容易、價(jià)格便宜。 但直流電機(jī)換向有火花，交流調(diào)速系統(tǒng)將取代直流調(diào)速。 而直流調(diào)速系統(tǒng)在理論和實(shí)踐上都比較成熟，并且從反饋閉環(huán)控制的角度來(lái)看，它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ) 。,4.1直流調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況：,1.最早的直流調(diào)速系統(tǒng)采用接點(diǎn)控制，通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)備切換直流電動(dòng)機(jī)電樞或磁場(chǎng)回路電阻實(shí)現(xiàn)有極調(diào)速。 2. 1957年晶閘管問(wèn)世后，采用晶閘管相控裝置的可變直流電源一直在直流傳動(dòng)中占據(jù)主要地位。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、響應(yīng)快、工作可靠、壽命長(zhǎng)、維修簡(jiǎn)便等，用晶閘管變流器供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，不僅在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和可靠性上有所提高，且在技術(shù)性能上也顯示出很大的優(yōu)越性。,晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)，其功率放大倍數(shù)在一萬(wàn)倍以上，比機(jī)組高近一千倍，比水銀整流器高幾十倍。 快速響應(yīng)特性，機(jī)組是秒級(jí)，晶閘管是毫秒級(jí)。 3. 微機(jī)控制的全數(shù)字直流調(diào)速系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)性能，寬范圍的調(diào)速控制，代表著直流調(diào)速的發(fā)展方向。,4.2交流調(diào)速系統(tǒng)概況,交流電動(dòng)機(jī)（鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)）被廣泛應(yīng)用 1930年后，主要利用開(kāi)關(guān)設(shè)備（斷路器、刀開(kāi)關(guān)等）來(lái)切換主電路 今天，變頻調(diào)速技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，脈寬調(diào)制（PWM）逆變器取代了晶閘管構(gòu)成的方波形逆變器。正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）逆變器及其芯片普遍應(yīng)用 數(shù)字化技術(shù)使復(fù)雜的電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)得以實(shí)現(xiàn),SIEMENS DC Master 6RA70 6kW 1900kW,FR-S520SE-0.4K,課程內(nèi)容,1、直流調(diào)速 基本的控制理論與方法，以直流調(diào)速系統(tǒng)為基礎(chǔ) 以控制規(guī)律為主線，包括：?jiǎn)伍]環(huán)、