《電機(jī)驅(qū)動(dòng)與調(diào)速》第46講(V-M調(diào)速系統(tǒng))課件

學(xué)

會(huì)

學(xué)

習(xí)學(xué)到技能第46

講項(xiàng)目7

典型調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)18典型直流調(diào)速系統(tǒng)情景1 V-M調(diào)速系統(tǒng)

教學(xué)目標(biāo)

1、熟悉單閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)

2、掌握雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)

教學(xué)重點(diǎn)單閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)

教學(xué)方法探究式、演示、情境交融、啟發(fā)互動(dòng)式教學(xué)法教學(xué)手段多媒體教學(xué)、動(dòng)畫演示教學(xué)作業(yè)布置

作業(yè)題7-12教學(xué)過(guò)程：

項(xiàng)目7

典型調(diào)速系統(tǒng)任務(wù)18典型直流調(diào)速系統(tǒng)情景1 V-M調(diào)速系統(tǒng)

直流電動(dòng)機(jī)具有轉(zhuǎn)矩易于控制、良好的起制動(dòng)性能的優(yōu)點(diǎn)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，一直在高性能調(diào)速領(lǐng)域占有絕對(duì)的統(tǒng)治地位。此外，直流調(diào)速技術(shù)方面的理論相對(duì)成熟，其研究方法和許多基本結(jié)論很容易在其它調(diào)速領(lǐng)域內(nèi)推廣，所以直流調(diào)速一直是研究調(diào)速技術(shù)的主流。直流調(diào)速系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且它又是交流調(diào)速系統(tǒng)的基礎(chǔ)。3

1、單閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)

（1）V-M開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)V-M開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如圖7-1所示。圖7-1V-M開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)GT為晶閘管觸發(fā)裝置，V為晶閘管整流器，合稱可控直流電源。它給直流電動(dòng)機(jī)電樞供電而組成直流調(diào)速系統(tǒng)。4

改變GT的輸入信號(hào)大小，就可改變GT輸出脈沖的相位，晶閘管在不同的相位處開始導(dǎo)通，使整流器輸出的電壓平均值Ud大小變化，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。與傳統(tǒng)的G-M系統(tǒng)相比，晶閘管可控直流電源的功率放大倍數(shù)高出旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組兩到三個(gè)數(shù)量級(jí)，而系統(tǒng)反應(yīng)速度也要高出二個(gè)數(shù)量級(jí)以上。開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一定范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但不能滿足高性能機(jī)械對(duì)性能指標(biāo)的要求。開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降太大，即負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速變化太大。因此須引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。5

（2）單閉環(huán)有靜差V-M調(diào)速系統(tǒng)圖7-2單閉環(huán)有靜差V-M調(diào)速系統(tǒng)由于被調(diào)量、反饋量都是轉(zhuǎn)速，故稱這種系統(tǒng)為單閉環(huán)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。因采用了電壓負(fù)反饋取代測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)，故這種系統(tǒng)為單閉環(huán)電壓負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性比開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性的硬度大大提高、靜差率要小得多、調(diào)速范圍大大提高。6但該系統(tǒng)存在兩個(gè)問題：一是靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的矛盾，二是起動(dòng)沖擊電流太大。為彌補(bǔ)電壓負(fù)反饋靜態(tài)速降相對(duì)較差的不足，在電壓負(fù)反饋的基礎(chǔ)上增加電流正反饋。圖7-3帶電流正反饋的電壓負(fù)反饋V-M調(diào)速系統(tǒng)7由圖可看出，當(dāng)負(fù)載增大使靜態(tài)速降增加時(shí)，電流反饋信號(hào)也增大，通過(guò)正反饋?zhàn)饔檬拐麟妷篣d增加，從而補(bǔ)償了轉(zhuǎn)速的降落。如果參數(shù)選擇合適，可使靜差非常小甚至無(wú)差。由于補(bǔ)償控制的電流大小反映了負(fù)載擾動(dòng)，又稱負(fù)載擾動(dòng)量的補(bǔ)償控制。

補(bǔ)償控制只能補(bǔ)償負(fù)載擾動(dòng)，對(duì)其他擾動(dòng)的作用可能是壞的。而負(fù)反饋控制對(duì)一切包含于負(fù)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)都起抑制作用。故補(bǔ)償控制不如反饋控制好。8

（3）單閉環(huán)無(wú)靜差V-M調(diào)速系統(tǒng)采用PI（比例—積分）調(diào)節(jié)器能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)無(wú)差，解決動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性、快速性和靜態(tài)精度之間的矛盾。圖7-4單閉環(huán)無(wú)靜差V-M調(diào)速系統(tǒng)9

2、雙閉環(huán)V-M調(diào)速系統(tǒng)帶電流截止負(fù)反饋的雙閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)如圖7-5所示。圖7-5帶電流截止負(fù)反饋的雙閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)10圖7-6帶電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的挖土機(jī)特性電流負(fù)反饋被截止時(shí)相當(dāng)于圖中n0A段，它就是閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)本身的靜態(tài)特性，顯然較硬。電流負(fù)反饋起作用時(shí)相當(dāng)于圖中的AB段，由于電流負(fù)反饋的作用，相當(dāng)于在電樞回路中串入一個(gè)大電阻，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂，而電流變化較小。這兩段靜態(tài)特性常被稱作下垂特性或挖土機(jī)特性。11

3、可逆V-M調(diào)速系統(tǒng)

（1）接觸器切換正轉(zhuǎn)時(shí)接觸器KM1接通，直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流Ia從A流向B（如圖7-7實(shí)線）；反轉(zhuǎn)時(shí)，KM2接通，直流電動(dòng)機(jī)電樞電流從B流向A（如圖7-7虛線）。由于電流換向，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖7-7接觸器切換的可逆V-M調(diào)速系統(tǒng)12（2）晶閘管切換正轉(zhuǎn)時(shí)晶閘管1VS、4VS接通，直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流從A流向B（如圖圖7-8實(shí)線）；反轉(zhuǎn)時(shí)2VS、3VS接通，直流電動(dòng)機(jī)電樞電流從B流向A（如圖中虛線）。由于電流換向，電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。圖7-8晶閘管切換的可逆V-M調(diào)速系統(tǒng)13

（3）采用兩套晶閘管變流器的可逆線路

圖7-9采用兩套晶閘管變流器的可逆V-M系統(tǒng)

Ⅰ組整流