机电传动控制资料(1).ppt

机电学院机电工程系,1,第三章直流电机的调速,一、交磁放大机,1、主要技术特点,1）基本原理属特殊结构的直流发电机,2）结构特点（图3-8）,转子与普通直流电机基本相同,定子由控制绕组WC和辅助绕组WH、WK、等构成,电刷有两组在空间互相垂直的电刷，d1d2和q1q2,基本组成,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,机电学院机电工程系,2,第三章直流电机的调速,电刷结构特点（图3-7）,直轴电刷d1d2与控制磁极φC轴线方向一致，作为输出端。,交轴电刷q1q2与控制磁极φC方向垂直，通过导线短接，形成功率放大回路，称为交轴回路；,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,1、主要技术特点,机电学院机电工程系,3,第三章直流电机的调速,3）功能特点,具有两级功率放大，放大系数，功率放大倍数可达到200010000倍,功率放大倍数输出功率与控制功率之比；,一般普通直流发电机，为一级功率放大，放大倍数约为50100倍。,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,1、主要技术特点,机电学院机电工程系,4,第三章直流电机的调速,2、工作原理,如图3-8、3-7,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,机电学院机电工程系,5,第三章直流电机的调速,2、工作原理,1）EC→WC→IC→C（直轴磁通）,2）C、n→转子绕组→Eq→q1q2→Iq;,3）Iq→转子绕组→产生q，且qC,4）在q和n的作用下，在直轴电刷d1d2之间产生输出电动势Ed,图3-8、3-7,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,机电学院机电工程系,6,第三章直流电机的调速,3、功率放大系数,放大倍数输出功率与控制功率之比,第一级从控制绕组功率PCUCIC到交轴回路功率PqEqIq；,第二级从交轴回路功率PqEqIq到直轴输出功率PdEdId,总功率放大系数,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,机电学院机电工程系,7,第三章直流电机的调速,4、电压放大系数,当交磁放大机工作在磁路的非饱和区时，其输出电动势与控制电压成正比,电压放大系数,定义,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,机电学院机电工程系,8,第三章直流电机的调速,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,1）控制绕组WC,2）换向绕组WH及交轴助磁绕组Wq,3）补偿绕组Wk,5、定子附加绕组的作用,机电学院机电工程系,9,第三章直流电机的调速,1）控制绕组WC,2）换向绕组WH及交轴助磁绕组Wq,3）补偿绕组Wk,产生控制磁场ФC↑,产生磁惯性，减小两回路的换向电流，改善直轴和交轴电刷的换向条件。,产生一个补偿磁场Фk↑与ФC同向，抵消直轴输出电势Ed产生的反应磁场Фd。,,,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,5、定子附加绕组的作用,机电学院机电工程系,10,第三章直流电机的调速,6、工作特性,1）空载特性控制特性,物理意义,表示交磁放大机的控制性能，即输入与输出的关系。,空载输出电势Ed与控制电流IC的关系,EdfIC,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,机电学院机电工程系,11,第三章直流电机的调速,2）外特性输出特性,在IC和n一定时，电枢端电压Ud与输出电流Id之间的关系,物理意义表示交磁放大机的电枢端电压的抗干扰能力（输出稳定性）,外特性的斜率取决于电枢补偿电阻Rk和补偿绕组Wk的调整程度，由Rk调节,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,一、交磁放大机,6、工作特性,机电学院机电工程系,12,第三章直流电机的调速,外特性补偿方式,1）ФkФd，斜率由原电阻压降IdRd决定,称全补偿。,2）ФkФd，Rk↑斜率减小，称过补偿。,3）ФkVb；,工作原理如图3-15,二极管VD2为反向截止；,,若IIa；IRFUZ；二极管VD1正向导通，反馈绕组WF有反馈电流。,,,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,三、调速系统的静特性及各种反馈的应用,5、电流截止负反馈调速系统,机电学院机电工程系,46,第三章直流电机的调速,2）电流截止负反馈的原理,假设电机反向运行,RF两端的电位VaVb；,工作原理如图3-15,二极管VD1为反向截止；,,同理IRFUZ；二极管VD2反向截止，反馈绕组WF无电流。,同时VaUZ；二极管VD2正向导通，反馈绕组WF有电流。,,,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,三、调速系统的静特性及各种反馈的应用,5、电流截止负反馈调速系统,机电学院机电工程系,47,第三章直流电机的调速,3）挖掘机特性的主要电流参数,堵转电流IBL取决于特性下垂段的斜率,由电流负反馈的强度（即反馈绕组的磁势）的大小决定,转折电流Ia由比较电压UZ确定,反馈绕组的磁势,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,三、调速系统的静特性及各种反馈的应用,5、电流截止负反馈调速系统,机电学院机电工程系,48,第三章直流电机的调速,4）控制参数的调整,改变比较电压UZ,,Ia、IBL变；,特性斜率不变。,反馈绕组的线圈匝数WF,转折电流Ia不变；,特性斜率改变，堵转电流IBL变；,,,,设计调整要求堵转电流IBL小于电动机允许的极限电流。,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,三、调速系统的静特性及各种反馈的应用,5、电流截止负反馈调速系统,机电学院机电工程系,49,第三章直流电机的调速,5）电流反馈的优点及应用,可以防止电机过载；,,提高系统的快速性；,主要应用,,,,适用于频繁起动、制动及可能出现瞬间严重过负荷,主要优点,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,三、调速系统的静特性及各种反馈的应用,5、电流截止负反馈调速系统,机电学院机电工程系,50,第三章直流电机的调速,本节小结,直流调速系统的类型,1、按调压电源类型分,2.反馈控制的方式分,2.1速度反馈；2.2电压反馈；2.3电流反馈；,1.1直流发电机组调速1.2交磁放大机调速1.3晶闸管（可控硅）调速,3-4交磁放大机-直流电动机调速系统,