電力拖動自動控制系統(tǒng)

1、1會計學電力拖動自動控制系統(tǒng)電力拖動自動控制系統(tǒng)2022-4-302nn0OIILUNU 1U 2U 3nNn1n2n32022-4-303nn0OIILR aR 1R 2R 3nNn1n2n32022-4-304nn0OTeTL N 1 2 3nNn1n2n32022-4-3052022-4-3062022-4-3072022-4-3082022-4-309圖圖2-1 晶閘管整流器晶閘管整流器-電動機調(diào)速系統(tǒng)（電動機調(diào)速系統(tǒng)（V-M系統(tǒng)）原理圖系統(tǒng)）原理圖2022-4-3010csdUKU2022-4-30112022-4-3012dtdiLRiEuddd02022-4-3013圖圖2-2

2、V-M系統(tǒng)主電路的等效電路圖系統(tǒng)主電路的等效電路圖 2022-4-3014)(0fUdcossin0mUmUmd整流電路 單相全波 三相半波三相橋式（全波）m2362022-4-3015表2-1不同整流電路的整流電壓波峰值、脈沖數(shù)及平均整流電壓mU22U22U26U0dUcos9 . 02Ucos17. 12Ucos34. 22U2022-4-30162022-4-3017圖2-3 帶負載單相全控橋式整流電路的輸出電壓和電流波形2022-4-3018圖24 V-M系統(tǒng)的電流波形(a) 電流連續(xù)在Id上升階段，電感儲能；在Id下降階段，電感中的能量將釋放出來維持電流連續(xù)。2022-4-3019圖

3、24 V-M系統(tǒng)的電流波形 （b）電流斷續(xù)當負載電流較小時，電感中的儲能較少，等到Id下降到零時，造成電流波形斷續(xù)。2022-4-30202022-4-3021)RIU(C1nd0deNeeKC2022-4-3022圖2-5 電流連續(xù)時V-M系統(tǒng)的機械特性2022-4-3023圖26 V-M系統(tǒng)機械特性在電流連續(xù)區(qū)，顯示出較硬的機械特性；在電流斷續(xù)區(qū)，機械特性很軟，理想空載轉速翹得很高。 2022-4-302432322022-4-30252022-4-3026圖2-7 晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入輸出特性和Ks的測定cdsUUK2022-4-30272022-4-30282022-4-3029

4、圖28 晶閘管觸發(fā)與整流裝置的失控時間 2022-4-3030mf1TmaxsmaxssT21T 2022-4-3031表2-2 晶閘管整流器的失控時間（f=50Hz）整流電路形式最大失控時間 Tsmax(ms)平均失控時間 Ts(ms)單相半波單相橋式（全波）三相半波三相橋式20106.673.331053.331.672022-4-3032)( 10scsdTtUKUsTscdsseKsUsUsW)()()(02022-4-303333s22ssssTssTsssT! 31sT! 21sT1KeKeK)s(WsssT1K)s(Wsss2022-4-3034圖29 晶閘管觸發(fā)與整流裝置動態(tài)結

5、構圖2022-4-30352022-4-30362022-4-30372022-4-3038圖2-10 簡單的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)2022-4-3039圖2-10 簡單的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)2022-4-3040ontt0Ttton2022-4-3041ssondUUTtU10sdUU2022-4-30422022-4-3043圖2-11 有制動電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)2022-4-3044圖2-11 有制動電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)2022-4-30452022-4-3046圖2-11 有制動電流通路的不可逆PWM變換器-直流

6、電動機系統(tǒng)的正脈沖比負脈沖窄 ， 1gUdUE di始終為負。 2022-4-30472022-4-3048圖2-11 有制動電流通路的不可逆PWM變換器-直流電動機系統(tǒng)VT1、VD2、VT2和VD1四個管子輪流導通。 2022-4-30492022-4-30502022-4-3051)0(onddsttEdtdiLRiUEdtdiLRidd0)(Ttton2022-4-3052nCRIERIUeddssdUUdI0dtdiLdeCEn 2022-4-3053dedeesICRnICRCUn0emeemeesTCCRnTCCRCUn0NmmKCesCUn02022-4-3054圖2-12直流P

7、WM調(diào)速系統(tǒng)（電流連續(xù)）的機械特性2022-4-3055圖2-13 PWM控制器與變換器框圖 2022-4-3056sTscdsseKsUsUsW)()()(1)(sTKsWsss2022-4-30572022-4-30582022-4-30592022-4-3060minmaxnnD 2022-4-30610nnsN%1000nnsN2022-4-3062圖2-14 不同轉速下的靜差率特性a和b的硬度相同，特性a和b額定速降相同，特性a和b的靜差率不相同。 2022-4-3063)1 (snsnDNN2022-4-30642022-4-30653 . 5)3 . 01 (1153 . 014

8、30)1 (snsnDNN1 . 3)2 . 01 (1152 . 01430D%6 .44446. 011510143011510NNNnDnnDs2022-4-30662022-4-3067圖215 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理圖2022-4-3068csdUKU0ed0dCRIUnedecsed0dCRICUKCRIUn2022-4-3069圖2-16 開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖2022-4-3070圖2-17 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的機械特性2022-4-30712022-4-30723050.18=275r/min0.2dNNeIRnC2750.21621.6%1000275NNNNnsnn 20D%5

9、s10000.052.63 /min(1)20(10.05)NNn snrDs2022-4-30732022-4-30742022-4-3075圖2-18 帶轉速負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖 2022-4-3076UcUd0uACDCUd0Uc2022-4-30772022-4-30782022-4-3079n*nnUUUnpcUKUnUncsdUKU0ed0dCRIUnKp比例調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)轉速反饋系數(shù)（Vmin/r）2022-4-3080*(1/)(1)(1)psndpsndepseeeK K UI RK K URInCK KCCKCKespCKKK2022-4-3081圖2-19轉

10、速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖2022-4-3082圖2-19轉速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖2022-4-3083圖2-19轉速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖2022-4-30842022-4-30851)(sTKsWssspncaKsUsUsW)()()()()()(snsUsWnfn2022-4-3086圖2-20 他勵直流電動機在額定勵磁下的等效電路2022-4-3087EdtdILRIUddd0dtdnGDTTLe37522022-4-3088LT2GDmCnCEedmeICT 2022-4-3089RLTlmemCCRGDT37522022-4-3090)(0dtd

11、ITIREUdldddtdERTIImdLdmLdLCTI2022-4-309101( )( )( )1ddlIsRUsE sTssTRsIsIsEmdLd)()()(2022-4-3092圖2-21 額定勵磁下直流電動機的動態(tài)結構框圖2022-4-30932022-4-3094圖2-22 直流電動機動態(tài)結構框圖的變換 2022-4-3095圖2-23 轉速反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖2022-4-3096) 1)(1()()()(2sTsTTsTKsUsUsWmlmsnnespCKKK/2022-4-3097KsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsTsTTsTCKKsUsnsWml

12、msespmlmsespmlmsespncl) 1)(1(/) 1)(1(/1) 1)(1(/)()()(222*111)(1)1 (23sKTTsKTTTsKTTTKCKKsmslmslmesp2022-4-3098opopedenspeddnnCRICUKKCRIUn0*0opn0opn2022-4-3099clcledenspnnKCRIKCUKKn0*)1 ()1 (0clncln2022-4-30100edopCRIn)1 (KCRInedclKnnopcl12022-4-30101clclclnns0opopopnns0clopnn00Kssopcl12022-4-30102)1

13、(snsnDopNop)1 (snsnDclNclopclDKD)1 ( 2022-4-301032022-4-30104圖2-24 閉環(huán)系統(tǒng)靜特性和開環(huán)系統(tǒng)機械特性的關系2022-4-301052022-4-301062022-4-301072022-4-30108opncln6 .103163. 22751clopnnK462 . 0/015. 0306 .103/espCKKK2022-4-301092022-4-301102022-4-30111圖2-25 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的給定作用和擾動作用2022-4-301122022-4-301130111)(123sKTTsKTTTsKTTTsm

14、slmslm0111)(KTTTKTTKTTTslmsmslmslsslmTTTTTTK2)(2022-4-301140.18R L 2260mNGD2022-4-30115sRLTl0167. 018. 0003. 0sCCRGDTmem075. 02 . 0302 . 037518. 0603752sTs00167. 05 .4900167. 00167. 000167. 0)00167. 00167. 0(075. 0)(22slsslmTTTTTTK103.5K 2022-4-301160.1R 1LmH44sK 20D 5%s 2022-4-301170.0010.01 s0.1lL

15、TR2600.10.0417 s375375 0.20.230memGD RTC C10.000125 s8000sT 4 .339000125. 001. 0000125. 0)000125. 001. 0(0417. 0)(22slsslmTTTTTTK2022-4-3011820D 5%s 2.63 r/mincln（見例題2-2） 3050.1152.5 r/min0.2NopeI RnC152.511572.63opclnKn 0，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc便一直增長；只有達到Un=0時， Uc才停止上升；只有到Un變負， Uc才會下降。當Un=0時， Uc并不是零，而是某一個固定值Ucf

16、 2022-4-30127突加負載時，由于Idl的增加，轉速n下降，導致Un變正，在積分調(diào)節(jié)器的作用下，Uc上升，電樞電壓Ud上升，以克服Idl增加的壓降，最終進入新的穩(wěn)態(tài) 。*nnUU0nU2dLdII2ccUU 2022-4-301282022-4-30129tininpexdtUUKU01ssKsKsWppPI11)(2022-4-30130ssKsWpPI111)(2022-4-30131dtUUKdtUCRURRUininpininex11100101RRKp10CR圖2-28 比例積分（PI）調(diào)節(jié)器線路圖2022-4-301322022-4-30133圖2-29 PI調(diào)節(jié)器的輸入輸

17、出特性ininpexUtUKtU)(in1exUtU2022-4-30134圖2-30 閉環(huán)系統(tǒng)中PI調(diào)節(jié)器的輸入和輸出動態(tài)過程2022-4-30135圖2-31 比例積分控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結構框圖（轉速調(diào)節(jié)器用ASR表示） 2022-4-30136) 1)(1()(2sTsTTsTKsWmlms) 1)(1()(2sTsTTsTsKsWmlms) 1)(1() 1()(2sTsTTsTssKKsWmlmspespCKKK/esCKKesCKK2022-4-30137)()()(*tUtUtUnnn2022-4-301382022-4-30139) 1)(1(11)()(2*sTsTTs

18、TKsUsUmlmsnnsUsUnn*)(KUsTsTTsTKsUssUsUnmlmsnsnsn1) 1)(1(11)(*2*00limlim2022-4-30140) 1)(1(11)()(2*sTsTTsTsKsUsUmlmsnnsUsUnn*)(0) 1)(1(11)(2*00limlimsTsTTsTsKsUssUsUmlmsnsnsn2022-4-30141) 1)(1() 1(11)()(2*sTsTTsTssKKsUsUmlmspnnsUsUnn*)(0) 1)(1() 1(11)(2*00limlimsTsTTsTssKKsUssUsUmlmspnsnsn2022-4-3014

19、22022-4-30143) 1)(1(1) 1() 1()()(22sTsTTsTKsTsTTCsTRsIsUmlmsmlmeldLnsIsIdLdL)()1 () 1)(1(1) 1() 1()(2200limlimKCRIsTsTTsTKsTsTTCsTRsIssUsUedLmlmsmlmeldLsnsn2022-4-30144) 1)(1(1) 1() 1()()(22sTsTTsTsKsTsTTCsTRsIsUmlmsmlmeldLnsIsIdLdL)(0) 1)(1(1) 1() 1()(2200limlimsTsTTsTsKsTsTTCsTRsIssUsUmlmsmlmeldLs

20、nsn2022-4-30145) 1)(1() 1(1) 1() 1()()(22sTsTTsTssKKsTsTTCsTRsIsUmlmspmlmeldLnsIsIdLdL)(0) 1)(1() 1(1) 1() 1()(2200limlimsTsTTsTssKKsTsTTCsTRsIssUsUmlmspmlmeldLsnsn2022-4-301462022-4-301472022-4-30148圖2-32 微型計算機采樣控制系統(tǒng)框圖 2022-4-301492022-4-301502022-4-301512022-4-301522022-4-30153圖2-33 增量式旋轉編碼器示意圖 20

21、22-4-301542022-4-30155圖2-34 區(qū)分旋轉方向的A、B兩組脈沖序列 2022-4-3015612nnQ2022-4-30157100%nn2022-4-30158r/min 601cZTMn 2022-4-30159圖235 M法測速原理示意圖2022-4-30160cccZTZTMZTMQ6060) 1(6011%100M1%100ZTM60 ZT)1M(60 ZTM601c1c1c1max2022-4-301612022-4-3016202/ fMTt026060tfnZTZM圖2-36 T法測速原理示意圖2022-4-30163) 1(6060) 1(6022020

22、20MZMfZMfMZfQZnfZnQ02602022-4-301640022max0226060 (1)1100%100%601ffZ MZMfMZM2022-4-301652022-4-30166圖2-37 M/T法測速原理示意圖2022-4-301672022-4-30168260nTZM212022-4-3016902fMT 210ZMMf60n 2022-4-30170202102106060) 1(60ZMfZMMfZMMfQcZT60Q 2022-4-301712022-4-30172%1001M122022-4-301731( )pPIKsWssdtteKteKdtteteKt

23、uIPp)()()(1)()(2022-4-30174) 1()()()()()()()(1kukeTKkeKkukeKieTKkeKkuIsamIPIPkisamIP2022-4-30175)() 1()() 1()()(keTKkekeKkukukusamIP( )(1)( )(1)( )(1)( )PIsamu ku ku ku kKe ke kK Te k2022-4-301762022-4-301772022-4-301782022-4-30179圖2-38 電流截止負反饋環(huán)節(jié)2022-4-301802022-4-301812022-4-30182圖2-39 電流截止負反饋環(huán)節(jié)的輸入

24、輸出特性當輸入信號IdRc-Ucom0時，輸出Ui=IdRc-Ucom，當IdRc-Ucom 0時，輸出Ui=0。 2022-4-30183圖2-40 帶電流截止負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖2022-4-30184)1 ()1 (*KCRIKCUKKnedensp)1 ()()1 ()()1 ()()1 ()1 (*KCIRKKRKCUUKKKCRIUIRKCKKKCUKKnedsspecomnspedcomdsespensp2022-4-30185圖2-41 帶電流截止負反饋比例控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性CA段 :電流負反饋被截止 AB段 :電流負反饋起作用 2022-4-3018

25、6sspRKK)1 ()(*0KCUUKKnecomnsp2022-4-30187sspcomnspdblRKKRUUKKI)(*scomndblRUUI*2022-4-301882022-4-30189圖2-42 無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)2022-4-301902022-4-30191圖2-43 無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構框圖（IdIdcr）2022-4-30192圖2-44 帶電流截止的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性2022-4-301932022-4-30194VUN220AIdN55min1000r/nNrVCemin/192. 044Kss.Ts0016702022-4-301950 . 1R0.00167slTs.Tm0750/rV min0.01 VUn10*2022-4-30196圖2-45 比例積分控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真框圖 2022-4-301972022-4-301982022-4-30199圖2-47 模型編輯窗口2022-4-302002022-4-30201描述加法器描述加法器三路輸入的三路輸入的符號，