单闭环直流调速系统(10).ppt

绪论;现代运动控制技术：

控制对象—各类电动机；

控制手段—计算机和其它电子装置；

弱电控制强电纽带—电力电子装置；

理论基础—自动控制理论和信息处理理论；

研究和开发工具—计算机数字仿真和计算机辅助设计;;0.1运动控制系统及其组成：由电动机、功率放大与变换装置、控制器及相应传感器等构成。;0.1运动控制系统及其组成;按被控物理量分：以转速为被控量的系统叫调速系统；以角位移或直线位移为被控量的系统叫位置随动系统或伺服系统

按驱动电动机的类型分：用直流电动机带动生产机械的为直流传动系统；用交流电动机带动生产机械的为交流传动系统

按控制器的类型：以模拟电路构成控制器的系统成为模拟控制系统；以数字电路构成控制的系统成为数字控制系统

按照控制系统的闭环的多少：分为但闭环控制系统，双闭环控制系统和多环控制系统;参考书目：;直流拖动控制系统;内容提要;引言;根据直流电机转速方程

;由式（1-1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速：

（1）调节电枢供电电压U；

（2）减弱励磁磁通?；

（3）改变电枢回路电阻R。;（1）调压调速;（2）调阻调速;;三种调速方法的性能与比较;第1章闭环控制的直流调速系统;本章提要;1.1直流调速系统用的可控直流电源;常用的可控直流电源有以下三种;1.1.1旋转变流机组;G-M系统工作原理;G-M系统特性;1.1.2静止式可控整流器;V-M系统工作原理;V-M系统的特点;V-M系统的问题;1.1.3直流斩波器或脉宽调制变换器;;2.斩波器的基本控制原理;这样，电动机得到的平均电压为;;4.斩波电路三种控制方式;PWM系统的优点;PWM系统的优点（续）;小结;1.2晶闸管-电动机系统（V-M系统）

的主要问题;表1-1不同整流电路的整流电压值（重要内容）;整流与逆变状态;1.2.3抑制电流脉动的措施;（1）平波电抗器的设置与计算（重要公式）;1.2.4晶闸管-电动机系统的机械特性;;;（5）V-M系统机械特性的特点;1.2.5晶闸管触发和整流装置的放大系数和

传递函数;;晶闸管触发和整流装置??放大系数的计算;如果不可能实测特性，只好根据装置的参数估算。

例如：

设触发电路控制电压的调节范围为

Uc=0~10V

相对应的整流电压的变化范围是

Ud=0~220V

可取Ks=220/10=22;晶闸管触发和整流装置的传递函数;;显然，失控制时间是随机的，它的大小随发生变化的时刻而改变，最大可能的失控时间就是两个相邻自然换相点之间的时间，与交流电源频率和整流电路形式有关，由下式确定

(1-13)

;（3）Ts值的选取;用单位阶跃函数表示滞后，则晶闸管触发与整流装置的输入-输出关系为

按拉氏变换的位移定理，晶闸管装置的传递函数为

（1-14）

;;（5）近似传递函数;（6）晶闸管触发与整流装置动态结构;1.3直流脉宽调速系统的主要问题;本节提要;1.3.1PWM变换器的工作状态和电压、

电流波形;1.不可逆PWM变换器;;

图中：Us为直流电源电压，C为滤波电容器，VT为功率开关器件，VD为续流二极管，M为直流电动机，VT的栅极由脉宽可调的脉冲电压系列Ug驱动。;;电机两端得到的平均电压为

(1-17)

式中?=ton/T为PWM波形的占空比，;（2）有制动的不可逆PWM变换器电路;;工作状态与波形;一般电动状态（续）;;工作状态与波形（续）;;;工作状态与波形（续）;;;输出波形;小结;2.桥式可逆PWM变换器;H形主电路结构;;双极式控制方式;双极式控制方式（续）;输出波形;85;86;

表1-3*四象限H型双极性可逆PWM变换器的不同工作状态

;输出平均电压;调速范围;注意：;性能评价;性能评价（续）;H形主电路结构;表1-3-1*四象限H型单极性可逆PWM变换器的正转工作状态：VT4加+信号，VT3加-信号，VT1、VT2加相位相反的脉冲信号