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1、交直流调速系统,引言：关于调速系统,绪论,第1 讲,以生产机构的速度、位置-等变量为被控量，以“电动机”为执行机构。,0.1自动控制系统的构成体系,自动控制系统分为,生产过程自动控制系统,电力拖动自动控制系统,以生产过程参数T、P、Q-等变量为被控量，以“自动化仪表”为执行机构。,0.2电力拖动自动控制系统的分类,1、调速系统：以控制电机速度为目的 2、随动系统：以控制电机转角为目的 3、程序控制系统：以计算机技术实现控制规律 根据电机是交流还是直流，系统又分为直流和交流系统。,0.3工业上常用的交直流调速系统,2、位置控制系统（调速系统+位置外环）：即随动（伺服）系统。例如液面位置的控制，雷
2、达方位角的控制，机械加工中的轨迹控制等。,1、速度控制系统：即调速控制系统，如发动机的转速调节,4、多点击同步控制系统（多调速系统+同步控制装置） 系统中有多个传动点，每个传动点由一个电动机拖动单元拖动，组成多单元同步控制系统。系统中个单元应能同时按规定的速比稳速运行，并有良好的统调、单调性。,3、张力控制系统（调速系统+张力外环） 例如：加工各种带材和线材的控制,上述系统的基础都是速度控制系统。,交通系统,钢铁生产,1、什么是调速及调速系统,电动机是用来拖动某种生产机械的动力设备，所以需要根据工艺要求调节其转速。调节电动机转速，以适应生产要求的过程就称之为调速。 用于完成这一功能的自动控制系
3、统就被称为是调速系统。,（1）调速：在加工毛坯工件时，为了防止工件表面对生产刀具的磨损，因此加工时要求电机低速运行；而在对工件进行精加工时，为了要缩短工加时间，提高产品的成本效益，因此要求电机高速运行。,2、调速系统的作用,（2）稳速：为保证工件表面质量和精度，要求电动机运行速度平稳。,任何一台需要转速控制的设备，其生产工艺对控制性能都有一定的要求。 例如，高速造纸机的抄纸速度达到1000m/min，要求稳速误差小于0.01%。,3、调速系统的性能指标,所有生产机械对调速系统提出的要求，调速系统应按一定的技术指标即静态（稳态）指标和动态指标来执行。,（1）调速范围D 生产机械在额定负载时要求电
4、动机提供的最高转速nmax 与最低转速nmin之比称为调速范围，用D表示。即： 通常视nmax为电动机的额定转速nN 。 （2）静差率S 调速系统在某一转速下稳定运行时，负载由理想空载增 加到规定负载时，所对应的转速降落n与理想转速n0 之比，用s表示。即：,静态指标： 调速范围 静差率,动态指标： 超调量()、调节时间（ts）、震荡次数（N）,4、调速系统的发展前景,直流调速：范围广，静差率小、稳定性好、良好的动态性能。 交流调速：交流电动机结构简单、制造方便、维护容易、价格便宜。 但直流电机换向有火花，交流调速系统将取代直流调速。 而直流调速系统在理论和实践上都比较成熟，并且从反馈闭环控制
5、的角度来看，它又是交流调速系统的基础 。,4.1直流调速系统发展概况：,1.最早的直流调速系统采用接点控制，通过开关设备切换直流电动机电枢或磁场回路电阻实现有极调速。 2. 1957年晶闸管问世后，采用晶闸管相控装置的可变直流电源一直在直流传动中占据主要地位。 优点：体积小、响应快、工作可靠、寿命长、维修简便等，用晶闸管变流器供电的直流调速系统，不仅在经济指标和可靠性上有所提高，且在技术性能上也显示出很大的优越性。,晶闸管供电的直流调速系统，其功率放大倍数在一万倍以上，比机组高近一千倍，比水银整流器高几十倍。 快速响应特性，机组是秒级，晶闸管是毫秒级。 3. 微机控制的全数字直流调速系统具有良
6、好的动态性能，宽范围的调速控制，代表着直流调速的发展方向。,4.2交流调速系统概况,交流电动机（鼠笼式异步电动机）被广泛应用 1930年后，主要利用开关设备（断路器、刀开关等）来切换主电路 今天，变频调速技术获得了飞速发展，脉宽调制（PWM）逆变器取代了晶闸管构成的方波形逆变器。正弦波脉宽调制（SPWM）逆变器及其芯片普遍应用 数字化技术使复杂的电动机控制技术得以实现,SIEMENS DC Master 6RA70 6kW 1900kW,FR-S520SE-0.4K,课程内容,1、直流调速 基本的控制理论与方法，以直流调速系统为基础 以控制规律为主线，包括：单闭环、双闭环、不可逆及可逆PWM技术 内容：自动控制系统的静、动态特性分析,2、交流调速 以转差功率为主线 讨论，转差功率消耗型、回馈型及不变型系统 PWM变频器 通用变频器的选择和使用方法,
