任務六-煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)維修與調試課件

1、交直流調速系統(tǒng) -直流調速任務六 煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)維修與調試一、學習目標1能掌握雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的優(yōu)點。2能掌握雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成及工作過程。3能獨立完成雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的接線。4能獨立完成雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)維修調試操作。二、學習情境描述雙河煤礦副提絞車原來由交流電動機拖動，由于調速范圍窄、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等缺點，現(xiàn)改為直流電動機拖動，為提高穩(wěn)定性，采用轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)，現(xiàn)學校委托電氣工程系完成這項任務，要求在一周內交付使用。學習活動1 明確任務學習活動2 學習相關知識學習活動3 制定工作計劃學習活動4 任務實施學習活動5 總結評價任務三 煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流

2、調速系統(tǒng)維修與調試工作情景描述 在單閉環(huán)調速系統(tǒng)，轉速調節(jié)器采用PI調節(jié)器后不僅能夠保證動態(tài)穩(wěn)定，而且可以消除靜態(tài)誤差，另外通過引入電流截止負反饋，還能限制電流沖擊。但是，系統(tǒng)的動態(tài)性能還是不能令人滿意，因為這種單閉環(huán)調速系統(tǒng)不能在充分利用直流電動機過載能力的條件下獲得快速響應，對擾動的抑制能力也較差，因此其應用范圍受到一定的限制。轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，把轉速、電流分開控制，設置轉速、電流兩個調節(jié)器，具有動態(tài)響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點。 學習活動1 明確工作任務 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)是在單閉環(huán)調速系統(tǒng)的基礎上，增加電流負反饋，構成雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。本任務以煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)維修與調

3、試為例，學習轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)。引導問題1、為什么應用雙閉環(huán)直流調速控制系統(tǒng)？2、雙閉環(huán)包括哪兩個環(huán)？資料咨詢本活動討論的轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)，把轉速、電流分開控制，因而設置轉速、電流兩個調節(jié)器，并以外環(huán)轉速調節(jié)器的輸出作為內環(huán)電流調節(jié)器的給定，這就形成了轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)。這種雙環(huán)系統(tǒng)與單環(huán)系統(tǒng)相比，具有動態(tài)響應快、抗干擾能力強等優(yōu)點，是自動調速系統(tǒng)的一種基本形式。返回學習活動2 相關知識學習一、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)（一）引導問題1、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成？ 2、ASR、ACR各代表什么意義？3、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的反饋采用的是正反饋還是負反饋？4、轉速調節(jié)器和

4、電流調節(jié)器的輸入和輸出分別是什么？MLTGUct圖6-1 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理圖RP2UgdUfnUfiASRACR 該系統(tǒng)由轉速給定、速度反饋裝置、電流反饋裝置、速度調節(jié)器、電流調節(jié)器、觸發(fā)電路、可控整流電路、電動機發(fā)動機機組組成。圖5-20 電流互感器二次輸出端圖5-21 電流變換器（二）相關資料1、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的應用在電動機最大電流（轉矩）受限的條件下，希望充分利用電動機的允許過載能力，最好是在過渡過程中，始終保持電流（轉矩）為允許的最大值，是電力拖動系統(tǒng)盡可能用最大的加速度啟動，到達穩(wěn)態(tài)轉速后，又讓電流立即降低下來，使電動機的轉矩馬上與負載轉矩相平衡，從而轉入穩(wěn)態(tài)運行

5、。2、轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成由圖6-1可知，該系統(tǒng)由轉速給定、速度反饋裝置、電流反饋裝置、速度調節(jié)器、電流調節(jié)器、觸發(fā)電路、可控整流電路、電動機發(fā)動機機組組成。速度調節(jié)器和電流調節(jié)器采用PI調節(jié)，在穩(wěn)態(tài)時輸入偏差信號為零，即給定信號與反饋信號的差值為零，屬無靜差調節(jié)。為了使轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能，電流、轉速兩個調節(jié)器一般采用PI調節(jié)器，且均采用負反饋。考慮觸發(fā)裝置的控制電壓為正電壓，運算放大器又具有倒相作用，圖中標出了相應信號的實際極性。速度調節(jié)器的輸入為轉速給定信號Ugd和轉速反饋信號Ufn，比較后的偏差信號U=Ugd-Ufn。速度調節(jié)器的輸出作為電流

6、給定信號Ugi，與電流反饋信號比較后得偏差信號Ui=Ugi-Ufi。其電流調節(jié)器的輸出信號Uct為觸發(fā)移相電路的控制信號。 （三）技能訓練 1、實訓器材 （1）實訓操作臺：THPDC1型電力電子及電氣傳動實訓裝置2臺。2、實訓內容（1）在實訓臺上找出主路中的電流互感器，并且找出電流互感器的二次輸出端TA1、TA2、TA3，如圖6-4。（2）在實訓臺上找出電流負反饋上整流電路，找出電流負反饋的輸入端TA1、TA2、TA3，電流負反饋的輸出端3，如圖6-5。（3）完成電源線路上的電流互感器二次輸出TA1、TA2、TA3到電流負反饋整流電路的輸入端TA1、TA2、TA3。 （4）完成調節(jié)器的輸出端7

7、到調節(jié)器的輸入端Ugi的連線。 （5）完成電流負反饋整流輸出端3到調節(jié)器的輸入端2的連線。（6）完成調節(jié)器的輸出端11到移相控制電壓Uct的連線。 3、送電程序操作電動機運行后，調節(jié)給定電壓旋鈕，觀察轉速表變化，觀察電壓表、電流表的變化，分析為什么。4、停電程序操作先把給定電壓旋鈕逆時針旋到底，看轉速表值、電壓表值、電流表值，分析為什么。圖6-4 電流互感器二次輸出端圖6-5 電流變換器評價內容分值評分自我評價小組評價教師評價能分析常見故障原因30 能對常見故障進行檢修30 安全意識10 團結協(xié)作10 自主學習能力10 語言表達能力10 合計 （四）評價標準二、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的調節(jié)過程分析

8、（一）引導問題 1、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的啟動過程分幾個階段？2、在第階段電流是怎樣變化的？Id=？時電動機開始轉動？3、在第階段哪個調節(jié)器在起調節(jié)作用？4、在第階段電流是怎樣變化？轉速怎樣變化？ttInn0OOIdId1Idmt1t2t3t4圖6-7 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)啟動時的轉速和電流的波形（二）相關資料為了使系統(tǒng)在啟、制動的動態(tài)過程中，在最大電流約束條件下，獲得直流電動機最佳速度調節(jié)過程，根據自控原理的提示，對那些希望獲得最佳控制的物理量也實行負反饋控制。轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)可以較好地提高動態(tài)穩(wěn)定性，因此，可以對電動機的轉速及電樞電流都進行負反饋。三、雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)調試（一）引

9、導問題1、雙閉環(huán)系統(tǒng)調試主要內容和步驟有哪些？ 2、雙閉環(huán)系統(tǒng)調試主要注意事項？（二）相關資料雙閉環(huán)系統(tǒng)調試主要內容和步驟1、調試前的檢查根據電氣圖紙，檢查主電路各部件及控制電路各部件間的連線是否正確，線頭標號是否符合圖紙要求，連接點是否牢固，焊接點是否有虛焊，連接導線規(guī)格是否符合要求，接插件的接觸是否良好等。2、繼電控制電路的通電調試 取下各插接板，然后通電，檢查繼電器的工作狀態(tài)和控制順序等，用萬用表查驗電源是否通過變壓器和控制觸頭送到了整流電路的輸入端。3、系統(tǒng)開環(huán)調試（帶電阻性負載）（1）控制電源測試：插上電源板，用萬用表校驗送至其所供各處電源電壓是否正確，電壓值是否符合要求。（2）觸發(fā)

10、脈沖檢測：插入觸發(fā)板，調節(jié)斜率值，使其為6V左右。調節(jié)初相位角，在感性負載時，初始相位原在=90位置，調節(jié)Up，使得Ud在給定最大時能達到300V，給定為0時，Ud=0。（3）調節(jié)板的測試：插上調節(jié)板，將調節(jié)板處于開環(huán)位置。（4）反饋極性的測定： 從零逐漸增加給定電壓，Ud應從0300變化，將Ud調節(jié)到額定電壓220V，用萬用表電壓檔測量W2電位器的中間點（對L），看其極性是否為正，如正則正確，將電壓值調為最大。 斷開電源，將電機勵磁，電樞接好，測速發(fā)電機接好，接通電源，接通主電路，給定回路，緩慢調節(jié)給定電位器，增加給定電壓，電機從零速逐漸上升，調到某一轉速，用萬用表電壓檔測量電位器W1的中間

11、點，看其值是否為負極性，將電壓值調為最大。4系統(tǒng)閉環(huán)調試（帶電機負載）（1）將調節(jié)板K1跳線置于閉環(huán)位置。（2）接通系統(tǒng)電源，緩慢增加給定電壓，由于設計原因，電機轉速不會達到額定值。此時，調節(jié)W1電位器，減小轉速反饋系數(shù)，使系統(tǒng)達到電機額定轉速。（此時Ud=220V左右）。速度環(huán)ASR即調好。 （3）去掉電機勵磁，使電機堵轉（電機加勵磁時，轉矩很大，不容易堵?。＞徛{節(jié)W2，使電樞電流為電機額定電流的1.52倍，本系統(tǒng)調為截流值為1.8A左右。電流環(huán)即調好。 （4）過電流的整定。電機堵轉，將W4調為反饋最弱（逆時針旋到頭），稍微給一點。調節(jié)W2使電樞電流為額定電流的22.5倍，本系統(tǒng)取2.5

12、A左右，調節(jié)W4使系統(tǒng)保護，Ud=0V，延時后主電路斷開，故障燈亮。 （5）重復（3）的工作，將系統(tǒng)調為正常值（Id=1.8A）。（三）技能訓練 1、實訓器材 （1）實訓操作臺：DSC32直流調速（調壓）實訓控制柜3臺。 2、實訓內容（1）對調速柜進行調試，寫出調試報告。評價內容分值評分自我評價小組評價教師評價能分析常見故障原因30 能對常見故障進行檢修30 安全意識10 團結協(xié)作10 自主學習能力10 語言表達能力10 合計 （四）評價標準四、直流調速系統(tǒng)故障檢修（一）引導問題1、電動機轉速過高，分析原因？如何檢修？2、電動機轉速快慢不均勻，分析原因？如何檢修？3、轉速周期性快慢變化，分析原

13、因？如何檢修？4、起動電流過大，電動機發(fā)熱，分析原因？如何檢修？MLTGUct圖6-1 雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)原理圖RP2UgdUfnUfiASRACR 該系統(tǒng)由轉速給定、速度反饋裝置、電流反饋裝置、速度調節(jié)器、電流調節(jié)器、觸發(fā)電路、可控整流電路、電動機發(fā)動機機組組成。序號故障現(xiàn)象故障原因檢修方法1電動機轉速過高速度反饋信號線斷或電動機勵磁弱檢查速度反饋信號及電路元器件、檢查電動機勵磁回路2 電動機轉速快慢不均勻給定電壓不穩(wěn)，速度反饋信號時有時無，測速發(fā)電機有故障，有干擾信號檢查給定電位器及其電源、檢查測速發(fā)電機機械連接，電刷等部位、控制及反饋信號線遠離干擾源（如強電流傳輸線），或加以屏蔽等3轉速

14、周期性快慢變化系統(tǒng)產生震蕩，一是由于系統(tǒng)的超調引起的，二是由于放大器產生自激振蕩引起的減小速度反饋信號、減小放大器的放大倍數(shù)4起動電流過大，電動機發(fā)熱截止電流限幅值過大重新調整電流截止限幅值（二）相關資料（三）技能訓練 1、實訓器材（1）實訓操作臺：DSC32直流調速（調壓）實訓控制柜3臺。2、實訓內容（1）對調速柜進行調試，對調試中出現(xiàn)的故障進行檢修，寫出調試檢修報告。評價內容分值評分自我評價小組評價教師評價能分析常見故障原因30 能對常見故障進行檢修30 安全意識10 團結協(xié)作10 自主學習能力10 語言表達能力10 合計 （四）評價標準返回學習活動3 制定工作計劃一、制定工作計劃1、列出

15、任務完成時間表2、制定工作項目組織措施制定出項目負責人、安全負責人、質量驗收負責人。3、制定出工作項目人員分工。二、畫出雙河煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)結構框圖我們在學習活動2中，學習了雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)的組成，參考明確任務中給出的圖紙，畫出雙河煤礦副提絞車雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)結構框圖。序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注 三、列出材料計劃清單根據你設計的電路圖，列出所需材料清單。返回學習活動4 任務實施一、安全技術措施1、變壓器、電動機在投入運行前要進行外觀檢查，各部結構沒有缺陷。2、變壓器、電動機投入使用運行前必須進行各種絕緣測試。絕緣等級符合要求，方可使用。3、停送電聯(lián)系必須是專人負責，任何人無權下

16、令停送電。4、停電后，必須認真執(zhí)行驗電、放電，并做好三相短路接地措施。5、各部分電路必須有過電壓、過電流、短路保護措施。 6、電器元件在使用前必須進行測試，技術參數(shù)符合技術要求，方可使用。二、工藝要求1、元器件布置要合理。2、電路連線工藝要美觀，走線橫平豎起，盡量減少跨線。3、截面大的電纜對接要用專用的接線裝置。4、測速發(fā)電機與直流電動機軸的同心度不能超過安裝要求。三、技術規(guī)范1、主電路輸出的直流電壓要滿足現(xiàn)場工藝要求。2、觸發(fā)電路控制角控制在0-30度之間。3、整流變壓器和控制變壓器二次測輸出電壓波動不能超過5%。4、勵磁電流必須是額定值，不能出現(xiàn)波動。5、直流穩(wěn)壓電源輸出的15V、24V必

17、須是恒定值。6、調試前應將給定調節(jié)電位器調至最小，逐漸加大給定電壓。7、直流測速發(fā)電機輸出的反饋電壓范圍調節(jié)符合要求。8、轉速反饋量和電流反饋量的調節(jié)應符合系統(tǒng)的運行參數(shù)。四、任務實施1、按直流電機雙閉環(huán)調速系統(tǒng)原理圖正確連接各單元，并檢查線路。2、繼電控制電路的檢查。4、電源板、觸發(fā)板、隔離板、調節(jié)板調試。5、開環(huán)調試。6、閉環(huán)調試。7、系統(tǒng)保護環(huán)節(jié)調試，完畢后切斷電源。8、對調試過程中出現(xiàn)的故障進行排除。檢修步驟過程記錄觀察到的故障現(xiàn)象 分析故障現(xiàn)象原因 確定故障范圍，找到故障點 排除故障五、故障檢查修復記錄評價內容分值評分自我評價小組評價教師評價能正確連接各單元20 能進行繼電控制電路的

18、檢查4、電源板、觸發(fā)板調試20 能進行電源板、觸發(fā)板、隔離板、調節(jié)板調調試20 能進行閉開環(huán)系統(tǒng)運行調試10 出現(xiàn)故障正常排除10 遵守安全文明生產規(guī)程10 施工完成后認真清理現(xiàn)場10 合計 六、評價標準返回評價項目評價內容評價標準評價主體自我同學教師職業(yè)素養(yǎng)安全意識責任意識A作風嚴謹、自覺遵守紀律、出色完成任務B能夠遵守規(guī)章制度，較好完成工作任務C遵守規(guī)章制度，沒完成工作任務D不遵守規(guī)章制度，沒完成工作任務 學習態(tài)度A積極參與學習活動，全勤B缺勤達到任務總學時的10%C缺勤達到任務總學時的20%D缺勤達到任務總學時的30% 團隊合作A與同學協(xié)作融洽，團隊合作意識強B與同學能溝通，協(xié)同工作能力較強C與同學能溝通，協(xié)同工作能力一般D與同學溝通困難，協(xié)同工作能力較差 學習活動5 總結評價評價項目評價內容評價標準評價主體自我同學教師專業(yè)能力學習活動1明確任務A學習活動評價成績?yōu)?0100分B學習活動評價成績?yōu)?5089分C學習活動評價成績?yōu)?074分D學習活動評價成績?yōu)?59分 學習活