《电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 教学课件 ppt 作者 阮毅 陈伯时_ 第一章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 教学课件 ppt 作者 阮毅 陈伯时_ 第一章（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一节 1.触发脉冲相位控制 2.电流脉动及其波形的连续与断续 3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性 4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数 5.晶闸管整流器运行中存在的问题 第二节 1. PWM变换器的工作状态和电压、电流波形 2.直流PWM调速系统的机械特性 3. PWM控制器与变换器的动态数学模型 4.直流PWM调速系统的电能回馈和泵升电压,第一章,第三节 1.调速范围 2.静差率 3.调速范围、静差率和额定速降之间的关系 第四节 1.转速反馈控制直流调速系统的静特性 2.转速反馈控制直流调速系统的动态数学模型,图1-1 运动控制及其相关学科,图1-2 运动控制系统及其组成,图1
2、-3 恒转矩负载特性 a) 位能性恒转矩负载 b) 反抗性恒转矩负载,图1-4 恒功率负载特性,图1-5 风机、泵类负载特性,3)改变电枢回路电阻R。,图2-1 晶闸管整流器-电动机调速 系统(V-M系统)原理图,1.触发脉冲相位控制,图2-2 V-M系统主电路的 等效电路图,1.触发脉冲相位控制,表2-1 不同整流电路的整流电压波峰值、脉冲数及平均整流电压,2.电流脉动及其波形的连续与断续,1)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。,2.电流脉动及其波形的连续与断续,图2-3 带R-L-E负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形,2.电流脉动及其波形的连
3、续与断续,图2-4 V-M系统的电流波形 a) 电流连续 b)电流断续,3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性,图2-5 电流连续时V-M系统的机械特性 (箭头方向表示增大),3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性,图2-7 晶闸管触发与整流装置的 输入-输出特性和的测定,4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数,图2-8 晶闸管触发与整流装置的失控时间,4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数,表2-2 晶闸管整流器的失控时间(f=50Hz),4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数,图2-9 晶闸管触发与整流装置动态结构框图 a)准确的时滞环节 b)近似的一阶惯性环节,5.晶闸
4、管整流器运行中存在的问题,1)晶闸管是单向导电的，它不允许电流反向，给电动机的可逆运行带来困难。 2)晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都十分敏感，其中任一指标超过允许值都可能在很短的时间内损坏晶闸管。 3)晶闸管的可控性是基于对其门极的移相触发控制，在较低速度运行时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数也随之减少，在交流侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变，被称为“电力公害”。,5.晶闸管整流器运行中存在的问题,4)若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； 5)电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，
5、因而装置效率较高； 6)直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。,1. PWM变换器的工作状态和电压、电流波形,图2-10 简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统 a)电路原理图 b)电压和电流波形 直流电源电压 C滤波电容器 VT电力电子开关器件 VD续流二极管 M直流电动机,1. PWM变换器的工作状态和电压、电流波形,图2-11 有制动电流通路的不可逆PWM变换器-直流电动机系统 a)电路原理图 b) 一般电动状态的电压、电流波形 c)制动状态的电压、电流波形 d) 轻载电动状态的电流波形,1. PWM变换器的工作状态和电压、电流波形,表2-3 二象限不可逆PWM变换器在不
6、同工作状态下的导通器件和电流回路与方向,2.直流PWM调速系统的机械特性,图2-12 直流PWM调速系统 (电流连续)的机械特性,3. PWM控制器与变换器的动态数学模型,图2-13 PWM控制器与变换器的框图,4.直流PWM调速系统的电能回馈和泵升电压,1)调速：在一定的最高转速和最低转速范围内，分档地(有级)或平滑地(无级)调节转速； 2)稳速：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转速波动，以确保产品质量； 3)加、减速：频繁起动、制动的设备要求加速、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起动、制动尽量平稳。,1.调速范围,生产机械要求电动机提供
7、的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用字母D表示,2.静差率,图2-14 不同转速下的静差率,3.调速范围、静差率和额定速降之间的关系,在要求s30%时，允许的调速范围为 1)忽略各种非线性因素，假定系统中各环节的输入-输出关系都是线性的，或者只取其线性工作段； 2)忽略控制电源和电位器的内阻。,在要求s30%时，允许的调速范围为,图2-15 开环调速系统的结构原理图,2)忽略控制电源和电位器的内阻。,图2-16 开环调速系统稳态结构图,1.转速反馈控制直流调速系统的静特性,图2-18 带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图,1.转速反馈控制直流调速系统的静特性,图2-19 转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图 a)闭环调速系统 b)只考虑给定作用时的闭环系统 c)只考虑扰动作用-R时的闭环系统,
