电力拖动 第2章 转速反馈控制的直流调速系统学习资料 .ppt

电力拖动自动控制系统

—运动控制系统

第1篇

直流调速系统

直流电动机的稳态转速

UIR

n

Ke

式中

n——转速（r/min）;U——电枢电压（V）；

I——电枢电流（A）；R——电枢回路总电阻(Ω）；

φ——励磁磁通（Wb）；

Ke——由电机结构决定的电动势常数。

调节直流电动机转速的方法

（1）调节电枢供电电压；

（2）减弱励磁磁通；

（3）改变电枢回路电阻。

自动控制的直流调速系统往往以变压调

速为主。

电力拖动自动控制系统

—运动控制系统

第2章

转速反馈控制的直流调速系统

内容提要

n直流调速系统用的可控直流电源

n稳态调速性能指标和直流调速系统的机械

特性

n转速反馈控制的直流调速系统

n直流调速系统的数字控制

n转速反馈控制直流调速系统的限流保护

n转速反馈控制直流调速系统的仿真

2.1直流调速系统用的可控直流电源

n晶闸管整流器-电动机系统

n直流PWM变换器-电动机系统

2.1.1晶闸管整流器-电动机系统

图2－1晶闸管整流器-电动机调速系统

（V-M系统）原理图

在理想情况下，Ud和Uc之间呈线性关系：

UdKsUc（2-1）

式中，Ud——平均整流电压，

Uc——控制电压，

Ks——晶闸管整流器放大系数。

1．触发脉冲相位控制

n调节控制电压Uc，

n移动触发装置GT输出脉冲的相位，

n改变可控整流器VT输出瞬时电压ud的

波形，以及输出平均电压Ud的数值。

di

uEiRLd

d0ddt(2-2)

式中E——电动机反电动势(V)；

id——整流电流瞬时值(A)；

L——主电路总电感(H)；

R——主电路总电阻(Ω),；

图2-2V-M系统主电路的等效电路图

n对于一般的全控整流电路，当电流波形连

续时，Ud0f()可用下式表示

m

UUsincos

d0mm(2-3)

式中，α——从自然换相点算起的触发脉冲控制角；

Um——α=0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。

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

三相桥式

整流电路单相全波三相半波

（全波）

U

m2U22U26U2

m236

0.9U2cos2.34U2cos

Ud01.17U2cos

2．电流脉动及其波形的连续与断续

n在整流变压器二次侧额定相电压u2的瞬时

值大于反电动势E时，晶闸管才可能被触发

导通。

n导通后如果u2降低到E以下，靠电感作用可

以维持电流id继续流通。

n由于电压波形的脉动，造成了电流波形的

脉动。

图2-3带负载单相全控桥式整流电路的输出

电压和电流波形

在Id上升阶段，

电感储能；

在Id下降阶段，

电感中的能量将

释放出来维持电

流连续。

图2－4V-M系统的电流波形

(a)电流连续

当负载电流较小

时，电感中的储

能较少，