第2章直流调速系统总复习.

《第2章直流调速系统总复习.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2章直流调速系统总复习.（59页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、2.1 直流调速系统用的可控直流电源直流调速系统用的可控直流电源n晶闸管整流器晶闸管整流器-电动机系统电动机系统 n直流直流PWM变换器变换器-电动机系统电动机系统 在理想情况下，在理想情况下，Ud和和Uc之间呈线性关系：之间呈线性关系：（2-1）式中，式中， Ud平均整流电压，平均整流电压， Uc 控制电压，控制电压， Ks晶闸管整流器放大系数。晶闸管整流器放大系数。csdUKU2.1.1 晶闸管整流器晶闸管整流器-电动机系统电动机系统n对于一般的全控整流电路，当电流波形连对于一般的全控整流电路，当电流波形连续时，续时， 可用下式表示可用下式表示)(0fUdcossin0mUmUmd(2-3

2、) 式中，式中，从自然换相点算起的触发脉冲控制角；从自然换相点算起的触发脉冲控制角； Um=0时的整流电压波形峰值；时的整流电压波形峰值； m交流电源一周内的整流电压脉波数。交流电源一周内的整流电压脉波数。mU22U22U26U0dUcos9 . 02Ucos17. 12Ucos34. 22U整流电路整流电路 单相全波单相全波 三相半波三相半波三相桥式三相桥式（全波）（全波）m236表表2-1不同整流电路的整流电压波峰值、不同整流电路的整流电压波峰值、脉冲数及平均整流电压脉冲数及平均整流电压图图24 V-M系统的电流波形系统的电流波形 （b）电流断续）电流断续当负载电流较小当负载电流较小时，电

3、感中的储时，电感中的储能较少，能较少，等到等到Id下降到零下降到零时，造成电流波时，造成电流波形断续形断续。抑制电流脉动的措施 （1）增加整流电路相数，或采用多重化技术；）增加整流电路相数，或采用多重化技术；（2）设置电感量足够大的平波电抗器。）设置电感量足够大的平波电抗器。 三相桥式整流电路：三相桥式整流电路：L=0.693U2/Idmin 三相半波整流电路：三相半波整流电路：L=1.46U2/Idmin 单相桥式全控整流电路：单相桥式全控整流电路：L=2.87U2/Idmin3晶闸管整流器晶闸管整流器-电动机系统的机械特性电动机系统的机械特性n当电流波形连续时，当电流波形连续时，V-M系统

4、的机械特性系统的机械特性方程式为方程式为（2-7）式中，式中，Ce电动机在额定磁通下的电动势电动机在额定磁通下的电动势 系数系数)RIU(C1nd0deNeeKC图图26 V-M系统机械特性系统机械特性在电流连续区，在电流连续区，显示出较硬的机显示出较硬的机械特性；械特性；在电流断续区，在电流断续区，机械特性很软，机械特性很软，理想空载转速翘理想空载转速翘得很高。得很高。 n当电流断续时，由于非线性因素，当电流断续时，由于非线性因素，机械特性方程要复杂得多。机械特性方程要复杂得多。 n以三相半波整流电路为例以三相半波整流电路为例： 电流断续区与电流连续区的分界线电流断续区与电流连续区的分界线是

5、是 的曲线，当的曲线，当 时，电时，电流便开始连续了。流便开始连续了。 一个电流脉波的导通角。一个电流脉波的导通角。 3232失控时间和纯滞后环节失控时间和纯滞后环节 n滞后作用是由晶闸管整流装置的失控滞后作用是由晶闸管整流装置的失控时间引起的。失控时间是个随机值。时间引起的。失控时间是个随机值。最大失控时间 mf1Tmaxs(2-13) 平均失控时间 maxssT21T 式中，f 交流电源频率(Hz)， m 一周内整流电压的脉 波数。 最大失控时间是两个相邻自然换相点之最大失控时间是两个相邻自然换相点之间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流间的时间，它与交流电源频率和晶闸管整流器的类型有关。

6、器的类型有关。整流电路形式整流电路形式最大失控时间 Tsmax(ms)平均失控时间 Ts(ms)单相半波单相半波单相桥式（全波）单相桥式（全波）三相半波三相半波三相桥式三相桥式20106.673.331053.331.67表表2-2 晶闸管整流器的失控时间晶闸管整流器的失控时间（f=50Hz）传递函数的近似处理n按泰勒级数展开，可得按泰勒级数展开，可得 3322! 31! 211)(sTsTsTKeKeKsWsssssTssTssssn 依据工程近似处理的原则，可忽略高次项，依据工程近似处理的原则，可忽略高次项，把整流装置近似看作一阶惯性环节把整流装置近似看作一阶惯性环节 sT1K)s(Wss

7、s（2-16） 图图2-10 简单的不可逆简单的不可逆PWM变换器变换器-直流电动机系统直流电动机系统2.1.2 直流直流PWM变换器变换器-电动机系统电动机系统n直流电动机电枢两端的平均电压为直流电动机电枢两端的平均电压为 （2-17） n改变占空比改变占空比 ，即可实现直流电动机，即可实现直流电动机的调压调速。的调压调速。n令令 为为PWM电压系数，则在不可逆电压系数，则在不可逆PWM变换器中变换器中 （2-18）ssondUUTtU10sdUU按电压方程求一个周期内的平均值按电压方程求一个周期内的平均值 nCRIERIUedds （2-21） dddeURIE RICn 机械特性 n机械

8、特性方程式为机械特性方程式为 (2-22)dedeesICRnICRCUn0NmmKCesCUn0nedsCRIU n传递函数为传递函数为 (2-24)式中：式中：KsPWM装置的放大系数装置的放大系数 TsPWM装置的延迟时间，装置的延迟时间，n近似的传递函数近似的传递函数 (2-25)sTscdsseKsUsUsW)()()(1)(sTKsWsss4直流直流PWM调速系统的电能回馈和泵升电压调速系统的电能回馈和泵升电压nPWM变换器的直流电源通常由交流电网经变换器的直流电源通常由交流电网经不可控的二极管整流器产生，并采用大电不可控的二极管整流器产生，并采用大电容容C滤波，以获得恒定的直流电

9、压。滤波，以获得恒定的直流电压。2s2smd2UUACAd为制动时电机释放的动能，为制动时电机释放的动能，Usm为直流电源的最大电压为直流电源的最大电压2.2 稳态调速性能指标和稳态调速性能指标和 直流调速系统的机械特性直流调速系统的机械特性n对于调速系统转速控制的要求：对于调速系统转速控制的要求：（1）调速）调速在一定的最高转速和最低转在一定的最高转速和最低转速范围内调节转速；速范围内调节转速；（2）稳速）稳速以一定的精度在所需转速上以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动；转速波动；（3）加、减速）加、减速频繁起、制动的设备要

10、频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快；不宜经受剧烈速度变求加、减速尽量快；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。化的机械则要求起、制动尽量平稳。2.2.1转速控制的要求和稳态调速性能指标转速控制的要求和稳态调速性能指标1、调速范围、调速范围n生产机械要求电动机提供的最高转速生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低和最低转速转速nmin之比称为调速范围，用字母之比称为调速范围，用字母D表示，即表示，即（2-27）nnmax和和nmin是电动机在额定负载时的最高和最低是电动机在额定负载时的最高和最低转速，转速， 通常我们将额定转速通常我们将额定转速nN 视为视为 nmaxminm

11、axnnD nn0OIINU0U 1U 2U 3nmaxn1n2nmin调压调速特性曲线minmaxnnD 对于少数负载很轻对于少数负载很轻的机械，如精密磨的机械，如精密磨床，也可用实际负床，也可用实际负载时的最高和最低载时的最高和最低转速。转速。2、静差率、静差率sn电动机的负载由理想空载增加到额定值所电动机的负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落对应的转速降落nN与理想空载转速与理想空载转速n0之比：之比：n用百分数表示用百分数表示0nnsN%1000nnsN图2-14 不同转速下的静差率n特性特性a和和b的硬的硬度相同，度相同，n特性特性a和和b额定额定速降相同，速降相同，n特性特性