交直流调速系统第一章 直流调速简介(第三版)

Id
－－负载电流引起的转速降
机械特性曲线
k Ra 机械特性曲线的斜率k值越小，特性的硬度越硬。
KeN
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二、直流电机的调速方法及其特点
根据机械特性方程可知，改变电枢电压、磁通、电枢电阻可改变转速大小。
•额定转速以下调速，且 电压越低，转速越低。
•特性硬，调速精度高， 最常用。
调压调速
3. 调速的平滑性： 调速平滑性是指调速时可以得到的相邻两转速之比，调速平滑性 接近于1的调速系统称为无级调速，反之为有级调速。
1．什么是调速范围？什么是静差率？ 2．静差率是针对某一条机械特性定义的，调速系统的静 差率指的是什么？ 3．静差率与硬度有什么区别和联系？
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解： 得
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•电压降低，n0减小
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二、直流电机的调速方法及其特点
根据机械特性方程可知，改变电枢电压、磁通、电枢电阻可改变转速大小。
•额定转速以下调速，且 电阻越大，转速越低。
串电阻调速
•特性软，调速精度低， 一般不采用。
•理想空载转速n0不变。
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二、直流电机的调速方法及其特点
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调速系统的稳态性能指标
一个好的调速系统应具有较大的调速范围和较小的静差率！
(4)静差率与调速范围的关系 Nhomakorabeas nN ， n0 min
则
n0 min
nN s
D
snN
1 snN
D nN
nN
nmin n0 min nN
nN
nN s
nN
snN
1 s nN
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调速系统的稳态性能指标
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1.2.1 G-M调速系统
1.G-M调速系统原理图
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2.工作原理分析
3.缺点：
•所需设备多，体积庞大 •效率低 •维护不方便 •运行时噪声大。
20世纪50年代曾广泛应用
1.2.2 V-M调速系统
1.V-M调速系统原理图
V-M调速系统是目前应用最广的直流调速系统 直流调速主要介绍的就是V-M直流调速系统。 2.系统的构成 1给定电路 2触发与功放电路 3整流桥与电机主回路 4励磁电路
第一章 直流调速简介
目录 Contents
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1.1 直流电动机的调速方法 1.2 直流调速系统的发展 1.3 直流调速系统的性能指标 1.4 开环直流调速系统 1.5 开环直流调速系统实训
【知识目标】
1.了解直流电动机调速的3种方法及其主要特点。 2. 了解直流调速所经历的3个发展阶段。 3.了解直流调速系统的性能指标，掌握调速范围、静差率两个 稳态性能指标的含义及其相关计算。 4.掌握开环直流调速系统的构成及其特点。 5.掌握开环机械特性的含义。 6.能在实验室熟练完成开环调速系统的接线和调试，会测试开 环机械特性。
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1.1直流电动机的调速方法
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一、直流电机的机械特性 Ud IdRa E
E Ke n
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一、直流电机的机械特性
整理可得机械特性方程
n
Ud Id Ra
Ke
=
Ud
KeN
Ra
KeN
Id
n0 n
n0
=
Ud
KeN
－－称为理想空载转速
n
Ra
KeN
额定值的转速，
调速机械特性硬度不变，
调速理想空载转速不变。
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1.2 直流调速系统的发展
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直流调速系统是通过改变电动机电枢电压的大小来实现调 速的，根据获得可调电枢电压的方法不同，将直流调速系统的 发展分为3个阶段： （1）直流发电机-电动机调速系统（简称G-M调速系统） （2）晶闸管整流装置-电动机调速系统（简称V-M调速系统） （3）直流脉宽调速系统（简称PWM调速系统）
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1.2.2 V-M调速系统
3.工作原理分析
•晶闸管整流电路为电机提 供大小可调的直流电压。
•给定电压增大，电枢电压 增大，电机升速；反之，给 定电压减小，电枢电压增大， 电机降速。
•给定电压等0，电枢电压为 0，电机停转。
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1.2.3 PWM调速系统
1.PWM调速系统原理图
根据机械特性方程可知，改变电枢电压、磁通、电枢电阻可改变转速大小。
•额定转速以上调速，且 磁通越小，转速越高。
弱磁调速
•特性软，调速精度低， 一般不单独使用。
•磁通减小，n0增大。
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1.直流电动机的调速方式有哪3种？最常用的是什么方式？
2.直流电动机的3种调速方式中，
调速能获得高于
nN
UN IN Ra
KeN
UN IN Ra Ce
Ce
UN
IN Ra nN
220 55 0.1 0.2 145 0.2 1 000
nN
IN Ra Ce
55 0.1 27.5(r / min) 0.2
•PWM的作用相当于一个高频开关， 将直流电压变成脉冲电压。
2.系统的构成与工作原理
U－－稳恒的直流电压 PWM－－脉宽功率放大器
•脉冲电压的周期一定，脉冲宽度可调。
•脉宽调速就是通过改变脉冲的宽度来改 变电机电枢电压（脉冲平均电压）的大 小，从而改变电机的转速。
PWM调速是直流调速发展的最新阶段。
1. 调速范围：额定负载下，生产机械要求电动机提供的最高转速与最低转
速之比称为调速范围。用大写字母D表示，没有单位。
D nmax
nmin
nm—ax通常指电动机铭牌上所标的额定转速
nN
2. 静差率：
。
当系统在某一机械特性下运行时，电动机的负载由理想空载增加
到额定负载时所对应的转速降 nN与理想空载转速 n之0 比，称
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1．直流调速系统经历了哪3个发展阶段？目前应用最广的是哪种调 速 系统？
2．V-M直流调速系统由哪几部分构成？给定电压与电动机的转速有着怎样 的控制关系？
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1.3 调速系统的性能指标
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•稳态性能指标是重点。
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调速系统的稳态性能指标
为静差率，用小写字母 表s 示。
s nN 100% n0
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调速系统的稳态性能指标
说明： (1)静差率越小，转速降越小， 系统的抗干扰能力越强。 (2)静差率与硬度 联系：同一机械特性，硬度越硬，s越小； 系统静差率描述方式： 区别：不同机械特性，硬度相同，s不等。 s=10%，或s≤10% (3)调系统的静差率指最低转速对应机械特性曲线的静差率。