直流调速工作原理 2
直流电动机调磁调速原理
直流电动机调磁调速原理小伙伴们！今天咱们来唠唠直流电动机调磁调速这个超有趣的事儿。
直流电动机呢，就像是一个小机灵鬼，它的转速可不是一成不变的。
那调磁调速是咋回事呢？咱得先从直流电动机的基本构造说起。
直流电动机有定子和转子，定子就像一个稳定的家，给转子提供一个稳定的磁场环境。
转子呢，就像一个好动的小娃娃，在磁场里欢快地转着。
当我们想要调节直流电动机的速度的时候，调磁就登场啦。
想象一下，磁场就像是一条无形的轨道，转子就在这个轨道上跑。
如果我们把磁场变弱，就好像把轨道变窄了一点。
那转子这个小娃娃就会跑得更快啦。
为啥呢？因为磁场变弱了，对于转子来说，它受到的约束就小了。
就好比我们在马路上走路，如果马路上的栏杆少了，我们走起来就更自在，速度可能就更快了。
从原理上讲呢，直流电动机的转速公式是n=(U - IaRa)/(CeΦ)。
这里面的n就是转速啦，U是电枢电压，Ia是电枢电流，Ra是电枢电阻，Ce是一个常数，Φ就是磁通，也就是磁场的强度。
当我们改变磁通Φ的时候，在其他条件不变的情况下，转速n就会跟着变化。
如果我们减小磁通Φ，分母变小了，那n就会变大，电动机的转速就提高了。
不过呢，这个调磁调速也不是想怎么调就怎么调的。
就像我们做饭，盐放多放少都得有个度。
如果把磁场调得太弱了，可能会出现一些小问题。
比如说，电动机的转矩会变小。
转矩是啥呢？就像是电动机的力气。
如果转矩变小了，电动机可能就带不动很重的东西了。
这就好比一个人本来力气很大能搬很重的箱子，突然力气变小了，重箱子就搬不动了。
而且呢，调磁调速还有个特点，就是它在调速的时候，电动机的机械特性会变软。
这机械特性就像是电动机的性格。
变软了就是说它对负载的变化更加敏感了。
比如说，原来负载有点变化，电动机的转速可能没怎么变，但是调磁调速后，如果负载变化了，电动机的转速可能就会有比较大的波动。
这就像一个人本来很沉稳，不太受外界影响，但是突然变得很敏感，外界有点风吹草动，他就有很大反应。
运动控制 第2章 转速反馈控制的直流调速系统
电动状态
Ud E id
t VT2不发挥作用
41
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
Ug1 VD1 VD1 VD1
VD1
VT2
VT2
VT2
U, i
Us
0 ton T
43 43 43 4
减小控制电压， 使Ug1正脉冲变窄，
使Ud降低，造成E > Ud，使电流反向。
2
VD
+ U_ s
39
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
VT2
Ug2 VT1
Ug1
VD2 -
1
E2 +
M
VD1
C
- Us +
有制动电流通路的不可逆PWM变换器 40
第1篇 直流调速系统 2.1.2 直流PWM变换器-电机系统
在0 ≤ t ≤ ton期间， Ug1为正， U, i
消除后仍能以原来的转速运行
要使系统稳定运行，必须使电机的电磁转矩和负载转矩
大小相等，方向相反，相互平衡。即 Te TL
直流电机稳定运行时的电压平衡方程：
Ud 0 Id R E E Cen
17
第1篇 直流调速系统
设外加电枢电压 Ud0 一定，Te = TL(平衡)。此时
若TL突然增加，则调整过程为：
Us
流通，产生能耗制动作用。 在 T≤ t ≤ T + ton 期间，VT2 关断，
E -id 沿回路4经VD1续流，向电源回 Ud 馈制动，与此同时，VD1 两端压降
钳住VT1使它不能导通。
0 ton T
t
43 43 43 4
交直流调速系统之直流调速简介介绍课件
机的转速和电流， 机的转速和电流，
实现转速和电流 实现转速和电流
的闭环控制
的闭环控制
直流调速系统的工作过程
01
输入信号：接收来 自控制器的指令信
号
02
信号处理：将指令 信号转换为控制信
号
03
驱动控制：控制直 流电机的转速和转
矩
04
反馈控制：根据直 流电机的运行状态， 调整控制信号，实
现闭环控制
05
直流调速系统的挑战与机遇
挑战：提高调速系统的效 率和稳定性，降低能耗和 成本
挑战：提高直流调速系统 的智能化水平，实现对复 杂工况的适应性
机遇：随着新能源技术的 发展，直流调速系统在电 动汽车、轨道交通等领域 的应用前景广阔
机遇：随着物联网技术的 发展，直流调速系统可以 实现远程监控和诊断，提 高系统的可靠性和维护性
直流伺服调 速系统：通 过控制直流 伺服电机的 位置和速度 来控制速度
04
直流变频调 速系统：通 过改变直流 变频器的输 出频率来控 制速度
直流调速系统的基本组成
整流器：将交 流电转换为直
流电
滤波器：滤除 直流电中的交
流成分
逆变器：将直 流电转换为交
流电
控制器：控制 逆变器的输出 频率和电压， 实现调速控制
电机的转矩
03
电压控制：通过控制电压的大小来控制
电机的转速
04
速度-电流双闭环控制：通过速度环和电
流环的协调控制来实现对电机的精确控制
直流调速系统的性能指标
0 1
调速范围：指直流调速系统能够实现的最
高转速和最低转速之间的差值
0 2
调速精度：指直流调速系统能够实现的转
双闭环直流调速系统工作原理
双闭环直流调速系统工作原理1.系统结构：双闭环直流调速系统主要由两个闭环控制组成，即速度内环和电流外环。
速度内环控制器接收速度设定值和速度反馈信号，通过计算得到电流设定值，并发送给电流外环控制器。
电流外环控制器接收电流设定值和电流反馈信号，通过计算得到电压设定值，并输出给电源控制器。
电源控制器接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压，以确保电机输出的电压和电流符合控制要求。
2.速度内环控制：速度内环控制器是实现速度调节的关键部分。
它通过比较速度设定值和速度反馈信号，得到速度差，然后根据速度差来调节电流设定值。
控制器根据速度差的大小来调整电流设定值的大小，如果速度差较大，则增大电流设定值；如果速度差较小，则减小电流设定值。
通过不断调整电流设定值，使得速度差逐渐减小，最终达到设定的速度。
3.电流外环控制：电流外环控制器是为了保证电流的稳定性而设置的闭环控制。
它接收电流设定值和电流反馈信号，通过比较二者的差异，计算得到电压设定值。
控制器根据电流设定值和电流反馈信号的差异来调整电压设定值的大小，如果电流差较大，则增大电压设定值；如果电流差较小，则减小电压设定值。
通过不断调整电压设定值，使得电流差逐渐减小，最终达到设定的电流。
4.电源控制：电源控制器是为了保证电机输出的电压和电流符合控制要求而设置的。
它接收电压设定值和电源反馈信号，通过调节电源输出电压来实现电机的调速。
当电压设定值与电源反馈信号存在差异时，控制器会相应地改变电源输出电压，使得电机的电压和电源设定值尽可能接近。
通过不断调整电压输出，最终使得电机的电压和电流稳定在设定值。
5.系统优点：双闭环直流调速系统能够实现对电机的精确调节，具有较高的速度和电流控制精度。
通过速度内环和电流外环的联合控制，可以准确地调节电机的转速，并且能够自动调整输出电流，适应不同负载。
此外，该系统还具有较好的稳定性和抗干扰能力，在外界干扰较大时仍能保持较高的控制精度。
直流电机调速的基本工作原理
直流电机调速的基本工作原理？直流电机的调速方案常用的有3种方式：1、改变电枢电压；2、改变激磁绕组电压；3、改变电枢回路电阻。
最常用的是调压调速：即：改变电枢电压（特别说明：改变励磁电压一般要同时改变电枢电压，这样在负载增加的情况下能保持输出钮力矩不会有太大变化）直流电机调速器的工作原理一、什么是直流调速器? 直流调速器就是调节直流电动机速度的设备, 由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此调节直流电动机速度的设备—直流调速器,具有广阔的应用天地。
二、什么场合下要选择使用直流调速器? 下列场合需要使用直流调速器:1．需要较宽的调速范围。
2. 需要较快的动态响应过程。
3. 加、减速时需要自动平滑的过渡过程。
4. 需要低速运转时力矩大。
5. 需要较好的挖土机特性，能将过载电流自动限止在设定电流上。
以上五点也是直流调速器的应用特点。
三、直流调速器应用: 直流调速器在数控机床、造纸印刷、纺织印染、光缆线缆设备、包装机械、电工机械、食品加工机械、橡胶机械、生物设备、印制电路板设备、实验设备、焊接切割、轻工机械、物流输送设备、机车车辆、医设备、通讯设备、雷达设备、卫星地面接受系统等行业广泛应用。
四、直流调速器工作原理简单介绍：直流调速器就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁（定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。
同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。
五、直流电机的调速方案一般有下列3种方式：1、改变电枢电压；2、改变激磁绕组电压；3、改变电枢回路电阻。
最常用的是调压调速系统，即1（改变电枢电压）.六、一种模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用pid适配器调整。
直流调速系统工作原理
直流调速系统工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠直流调速系统的工作原理，这可超有趣的呢！咱先得知道啥是直流调速系统。
简单来说呀，就是能让直流电机按照我们想要的速度去转的一套东西。
直流电机就像个听话的小宠物，不过要让它乖乖听话，按照我们的想法调整速度，就得靠这个直流调速系统啦。
直流调速系统里有个很关键的部分，那就是控制器。
这个控制器就像是小电机的大脑，它决定着电机转多快。
想象一下，你要是在指挥一个小机器人跳舞，你就是这个控制器，你让机器人快它就得快，让它慢就得慢。
控制器通过改变电压或者电流来实现对电机速度的控制。
比如说，你想让电机转得快一点，控制器就会把电压或者电流调得大一些。
这就好比你给小宠物多喂点食物，它就更有力气跑快一点啦。
那控制器怎么知道要给多少电压或者电流呢？这里面就涉及到反馈啦。
就像你在扔球给小伙伴的时候，小伙伴会给你个信号告诉你他接到球了没，电机也会给控制器反馈信息。
电机有个测速装置，这个测速装置就像是电机的小嘴巴，它会告诉控制器：“我现在转得多快啦。
”如果电机转得比我们想要的速度慢了，控制器就会加大电压或者电流，就像你在后面推一把小宠物，让它跑快点；要是电机转得太快了，控制器就会减少电压或者电流，就像拉一下小宠物的缰绳，让它慢下来。
再来说说直流调速系统里的功率放大器。
这个功率放大器就像是个大力士。
控制器给的信号可能比较微弱，就像个小瘦子没什么力气。
功率放大器的作用就是把这个微弱的信号变得强大起来，这样才能有足够的力量去驱动直流电机。
它就像是把小瘦子变成了大力士，然后这个大力士就能轻松地推动电机按照我们想要的速度转动啦。
直流调速系统还有个保护装置呢。
这就像是给整个系统穿上了一层铠甲。
因为有时候可能会出现一些意外情况，比如说电压突然变得特别高或者电流突然变得特别大。
这时候保护装置就会启动，就像铠甲挡住了敌人的攻击一样，防止电机或者其他部件被损坏。
这就很贴心啦，就像有个小卫士在时刻守护着这个直流调速系统。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理直流调速器是一种能够按照需求改变直流电源输出电压和电流的电路装置。
它具有广泛的应用领域，例如电动机控制、电能调节、电动车辆和风力发电等。
其工作原理是通过控制开关器件的导通和断开，实现直流电压的调节。
下面将详细介绍直流调速器的工作原理。
直流调速器的主要组成部分包括整流器、滤波器、功率开关器件、控制电路、逆变器和环境监控电路。
整流器将交流电源转换成直流电源，滤波器用于去除直流电源中的脉动，功率开关器件负责控制电流的输入和输出，控制电路实现对功率开关器件的控制，逆变器将直流电源转换为交流电源，以满足不同的负载要求，环境监控电路用于监测和控制器件的工作温度和电流等。
直流调速器的工作过程可以分为整流和逆变两个阶段。
首先，在整流阶段，交流电源经过整流器转换成直流电源。
整流器通常由采用可控硅作为开关器件的桥式整流电路构成。
当输入电压通过桥式整流电路时，低频变压器将交流电压转换为带有脉动的直流电压。
控制电路将调制信号与桥式整流电路中的可控硅触发电路相连接，控制可控硅导通和截止。
这样，整流电路会根据调制信号的不同，实现对交流电源的整流，从而改变输出电压和电流。
接下来，在逆变阶段，直流电源经过逆变器转换为交流电源。
逆变器通常由功率开关器件和滤波电路构成。
功率开关器件通常是晶体管或IGBT。
在逆变器的工作过程中，控制电路将调制信号与功率开关器件相连接，以控制开关器件的导通和断开。
当开关器件导通时，电流流经负载，实现能量的输出；当开关器件截止时，电流停止流动，实现能量的截止。
逆变器输出的交流电压的频率和幅值可以通过控制开关器件的导通时间和断开时间来调节，从而实现对交流电源输出电压和电流的调整。
除了上述基本的工作原理外，直流调速器还可以根据具体的应用需求进行一些改进和调整。
例如，在电动机控制方面，可以采用脉宽调制技术，通过改变开关器件的导通比例，使得电机的转速和转矩得以控制。
在故障保护方面，可以使用环境监控电路来监测功率开关器件的温度和电流等参数，以实时检测设备的运行状态，并采取相应的措施以保护设备。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理
直流调速器是一种控制电机转速的仪表装置，它能够通过改变电机的电源电压大小来改变电机的转速。
当一个直流电动机作为一个负载时，直流调速器的工作原理如下：
首先，调速器会将电源电压转换成直流电压，并将直流电压输出给电机。
由于电机内部的发热量，电机会逐渐升温，发热量产生的热量会随着电机转速的变化而变化，当电机转速超过一定值时，该发热量会大大增加，对电机造成损坏。
因此，为了保护电机不受损害，调速器会根据电机的负载情况和电机的温度变化，调整电机的电源电压，以保持电机的运行在一个安全的温度范围内。
此外，调速器还可以根据电机的需要调节电机的转速，调速器会根据负载的变化和电机的额定电压，来调整电机的转速。
当负载增大时，电机转速会减慢，此时调速器会逐渐增大电机的电源电压，以保持电机的转速不变；当负载减小时，电机转速会加快，此时调速器会逐渐减小电机的电源电压，以保持电机的转速不变。
总之，直流调速器的工作原理是：通过改变电机的电源电压大小，来改变电机的转速，以保护电机不受损害，
同时根据负载的变化和电机的额定电压，来调节电机的转速，以保持电机的转速不变。
直流调速工作原理
直流调速工作原理
直流调速工作原理是基于电动机的转速和转矩特性来实现的。
直流调速系统主要由直流电源、整流器、调速器和电动机组成。
首先，直流电源将交流电转换为直流电，提供给整流器。
整流器负责将直流电源输出的电流进行整流，将其转换为单向的直流电流。
调速器是直流调速系统的核心部分，它通过调节输入到电动机的电压和电流来控制电动机的转速和转矩。
调速器通常采用脉宽调制（PWM）技术，即通过控制开关器件的开关时间比例
来改变电源向电动机供电的电压和电流。
当调速器调节电动机的电压和电流，电动机的转速和转矩也会相应改变。
这是因为电动机的转矩与电流成正比，转速与电压成正比。
通过改变调速器的控制信号，可以实现对电动机转速和转矩的精确控制。
直流调速系统的优点是具有较好的响应性能和可靠性，能够实现较宽范围的转速和转矩调节。
它广泛应用于需要精确调速和转矩控制的领域，如各种机械设备、风电、电动车等。
同时，也可以通过增加反馈控制回路，进一步提高调速系统的稳定性和精确度。
直流调速系统原理及应用
系统组成与工作原理
系统组成
直流调速系统主要由直流电动机、电源装置、控制器和执行器等组成。
工作原理
通过控制器对电源装置进行控制，改变直流电动机的端电压或电枢电流，从而实 现对电动机转速的调节。控制器根据设定的转速与实际转速的偏差，采用相应的 控制算法对电源装置进行调节，使电动机转速趋近于设定值。
02
粒子群优化算法
通过模拟鸟群觅食行为来寻找最优解。这种方法具有并行 计算和简单易实现的优点，但容易陷入局部最优解。
模拟退火算法
模拟固体退火过程来寻找全局最优解。这种方法可以避免 陷入局部最优解，但需要合适的退火计划和较长的计算时 间。
05
系统设计与实现举例
设计要求与性能指标
调速范围
满足设备在不同工作条件下的 调速需求，通常调速范围应达
• 缺点：需要配合适当的滤波电路以减小电流脉动对电机和电源的影响； 高速时电机特性变硬，输出转矩增大，可能导致电机过载。
04
控制策略及优化方法
传统控制策略简介
转速负反馈控制
通过测量电机转速，并将其与设定值进行比较，产生误差信号来 控制电机转速。这种方法简单有效，但动态响应较慢。
电压负反馈控制
将输出电压作为反馈信号，通过调节输出电压来控制电机转速。这 种方法可以提高系统的稳定性，但调速范围有限。
直流电机原理及特性
直流电机基本结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定子
电刷与换向器
包括主磁极、换向极、机座和端盖等 部分，主要作用是产生磁场和作为电 机的机械支撑。
电刷与换向器一起构成直流电机的电 流换向装置，使电枢绕组中的电流方 向交变，以产生恒定的电磁转矩。
转子
又称电枢，主要由电枢铁心、电枢绕 组、换向器、轴和风扇等组成，是直 流电机中产生感应电动势和电磁转矩 进行能量转换的部件。
直流调速器的工作原理
直流调速器的工作原理直流调速器是一种用于控制直流电机转速的设备，通过调节电机的电压和电流，实现控制电机输出功率和转速的目的。
直流调速器广泛应用于工业生产、交通运输、医疗设备等领域，对于提高设备的可靠性、降低能耗以及提高生产效率等方面有着重要作用。
直流调速器主要由整流器、滤波器、逆变器、控制器等组成。
下面将详细介绍直流调速器的工作原理。
首先是整流器，它的作用是将交流电源转换为直流电源。
交流电源经过整流器后，输出的是有脉动的直流电。
整流器常用的结构有单相全波整流和三相整流桥两种，通过合适的整流器结构和元器件参数选取，可以实现低功率转换和高效率的要求。
接下来是滤波器，它的作用是平滑整流后的直流电源，去除其中的脉动和波动。
滤波器由电容器和电感器组成，通过对电源电压的滤波，使得直流电源输出变得光滑稳定。
滤波器的设计和选择需要综合考虑直流电源的输出电压、输出电流和纹波大小等参数。
逆变器是直流调速器的核心部件，它将直流电源转换为可调的交流电源。
逆变器根据控制信号调整输出的电压和频率，控制电机的转速。
逆变器通常采用可控硅、晶闸管等元件构成的可控开关电路，通过控制开关的导通和截断实现对输出电压和频率的调节。
最后是控制器，它通过传感器获得电机的转速和负载情况等参量，根据设定的目标值进行运算并生成控制信号，控制逆变器的输出。
控制器通常采用微处理器或者数字信号处理器等智能控制器，具有调速反馈环路、速度闭环控制、转矩控制、保护功能等多种控制策略。
直流调速器的工作原理可以概括为以下几个步骤：首先，交流电源经过整流器转换为直流电源；其次，滤波器对直流电源进行平滑滤波；然后，逆变器将直流电源转换为可调的交流电源；最后，控制器根据设定的目标值调节逆变器的输出，控制电机转速。
直流调速器的工作原理及其稳定性对于电机的调速和负载的控制是至关重要的。
通过精确的控制和调整，可以实现电机的精准控制和高效运行，提高设备的可靠性和性能。
在实际应用中，需要根据具体的应用场景和要求，选择合适的直流调速器和参数设置。
直流调速的工作原理
直流调速的工作原理
直流调速系统是通过控制直流电机的电压和电流来实现调速的。
其工作原理如下：
1. 直流电源供电：首先，将直流电源连接到直流电机的电源端，以提供电机所需的电压和电流。
2. 转换器及控制器：在直流电源和直流电机之间，需要使用一个电流转换器（如可控硅、可逆整流器等）和一个控制器来实现对电机的调速控制。
3. 电机驱动：通过控制器对电流转换器的控制信号，调节转换器的开关状态，从而控制直流电机的驱动电压和电流。
通过调节驱动电压和电流的大小和方向，可以实现对电机转速的控制。
4. 反馈系统：为了保持电机转速的稳定性和精确性，通常需要使用一个反馈系统来监测电机的转速，并将实际转速与期望转速进行比较，从而实现闭环控制。
反馈系统通常使用编码器或速度传感器来测量电机转速，并将测量值发送给控制器进行处理。
5. 控制算法：控制器根据反馈系统的测量值和期望转速之间的差异，通过控制电流转换器的开关状态，调整驱动电压和电流的大小和方向，从而实现对电机转速的调节。
常用的控制算法有比例积分控制（PI控制）、模糊控制和遗传算法等。
综上所述，直流调速系统通过对直流电机的电压和电流进行控
制，结合反馈系统和控制算法，实现对电机转速的调节。
这种调速系统广泛应用于许多领域，如工业生产、交通运输、机械设备等。
直流调速电路两个晶闸管相互工作原理
直流调速电路两个晶闸管相互工作原理下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!引言直流调速电路在现代工业中具有重要作用，而其中两个晶闸管相互工作的原理更是其核心。
直流调速的工作原理
直流调速的工作原理
直流调速是一种通过改变电机电源电压来实现转速控制的方法。
该方法通过调节电机的电源电压来改变电机的转速，从而实现对电机的调速要求。
直流调速系统由一个直流电动机、一个功率控制器和一个速度反馈回路组成。
功率控制器负责根据输入的转速指令和实际转速信号来计算出电机所需的电压，然后将这个电压通过调节器输出给电机的电源。
在直流调速系统中，电动机通过电枢和励磁线圈两个磁场相互作用来产生转矩。
当电机接受到一定电压时，电动机的转矩和电磁势联动，从而产生转速。
当电机的电源电压增加时，电机的转速也会相应增加。
反之，当电机的电源电压减小时，电机的转速也会下降。
为了实现调速，系统需要通过速度反馈回路来监测电机的实际转速，并将其与设定的转速进行比较。
根据比较的结果，功率控制器会调节输出给电机的电压，使得电机的实际转速逐渐接近设定的转速。
在直流调速系统中，常见的功率控制器有电阻调速、电压调速和电流调速等方法。
通过调节电机的电源电压，可以实现对电机转速的精确控制，满足不同工况下的要求。
同时，直流调速系统还具有响应快、调速范围广和控制精度高等优点，广泛应用于各个领域的工业控制中。
直流电机调速pwm的原理
直流电机调速pwm的原理
直流电机调速PWM（脉宽调制）的原理是通过改变电机供电
电压的占空比来实现电机的转速调节。
PWM调速技术通过以
一定的周期（周期时间T）将电源电压以脉冲的形式施加给电机，其中脉冲的宽度（脉宽）决定了每个周期内电源对电机的供电时间比例。
在PWM调速中，周期时间（T）和脉宽时间（Ton）与占空
比（Duty Cycle）之间的关系可以表示为：
占空比（D）= Ton / T
通过改变占空比D的大小，可以控制每个周期中电机所接收
到的有效电压信号的时间比例。
当占空比D变小时，电机接
收到的有效电压时间减少，电机的平均输入功率减小，从而降低转速；反之，当占空比D增大时，电机接收到的有效电压
时间增加，电机的平均输入功率增加，从而提高转速。
实现PWM调速的关键是通过开关器件控制电源电压的开关状
态来实现脉冲信号的生成和调节。
常见的开关器件包括晶体管和MOS管。
通过控制开关器件的导通和截止，可以控制电源
电压的施加和切断。
同时，PWM调速还需要一个控制电路来根据需要改变占空比。
控制电路通常是由微处理器、单片机或专用的PWM芯片来实现，它可以根据不同的控制需求，调整占空比大小，并将相应的控制信号发送给开关器件。
总体而言，直流电机调速PWM的原理是通过改变电机供电电压的占空比来控制电机的转速。
通过控制器件的开关状态和相应的控制电路，可以实现对占空比的调节，从而完成电机的调速操作。
直流调速器工作原理
直流调速器工作原理
直流调速器是一种电力变换装置，它将输入的直流电而转换为可调变幅和频率的直流电。
通过调整输入的电压和频率，可以实现对输出电压的调节和控制，实现直流电机的调速。
直流调速器主要由输入电路、整流电路、滤波电路、逆变电路和控制电路组成。
1. 输入电路：接收来自电源的交流电，经过变压器降压后转换为适宜的电压供给整流电路。
2. 整流电路：将输入电路提供的交流电转换为脉冲式的直流电。
常用的整流电路有单相桥式整流电路和三相桥式整流电路。
3. 滤波电路：通过滤波电容和电感元件对脉冲式直流电进行平滑处理，以降低输出电压的脉动和纹波。
4. 逆变电路：将平滑后的直流电转换为可变幅和频率的直流电。
逆变电路可以采用可控硅、晶闸管等器件控制。
5. 控制电路：根据调速需求，通过对逆变电路中控制元件（如可控硅）的控制信号调整逆变电路输出的电压和频率，从而实现对直流电机的调速。
总结：直流调速器的工作原理是通过输入电路将交流电转换为脉冲直流电，经过滤波电路平滑处理后，再通过逆变电路将直流电转换为可变幅和频率的直流电。
控制电路控制逆变电路的输出，实现对直流电机的调速。
第二章转速、电流双闭环直流调速系统
如采用自适应控制、鲁棒控制等策略，提 高系统对负载扰动的抵抗能力。
加入滤波器
优化系统结构
在系统中加入适当的滤波器，以滤除高频 噪声和干扰信号，提高系统稳定性。
通过改进系统结构或采用先进的控制算法 ，提高系统的稳定性和动态性能。
05
双闭环直流调速系统动态性能分 析
动态性能指标评价
跟随性
系统输出跟随输入指令变化的快速性和准确性，通常由上升时间、 超调量和调节时间等指标来评价。
工程整定法
基于经验公式或实验数据，通过 试凑法调整参数，使系统满足性 能指标要求。
解析法
02
03
仿真法
通过建立系统数学模型，利用控 制理论求解满足性能指标的参数 值。
利用计算机仿真技术，模拟系统 实际运行情况，通过调整参数优 化系统性能。
性能指标评价
稳态误差
反映系统稳态精度，要求稳态误差小 于允许值。
为企业带来了显著的经济效益和 市场竞争力提升。
THANKS
感谢观看
解析法
02
通过建立系统数学模型，利用优化算法求解最优参数。
智能优化算法
03
如遗传算法、粒子群算法等，可自动寻优得到最佳参数组合。
性能指标评价
稳态误差
反映系统稳态精度，越小越好。
调节时间
反映系统从扰动发生到重新达到稳态所需的 时间，应尽可能短。
超调量
反映系统动态过程中的最大偏离量，应尽可 能小。
鲁棒性
传统调速系统存在的问题
传统单闭环调速系统存在调速精度低、动态响应慢等问题， 无法满足现代工业生产的需要。
系统设计方案及实施过程
设计方案：采用转速 、电流双闭环控制策 略，其中转速环为外 环，电流环为内环， 通过PI调节器实现对 电机转速和电流的高 精度控制。
直流调速系统概述
指系统在受到外部干扰时，能够保持稳定运行的 能力。抗干扰能力越强，系统鲁棒性越好。
04 典型直流调速系统分析
单闭环直流调速系统
转速负反馈单闭环调速系统
通过引入转速负反馈，实现转速的无静差调节，提高系统的动态性能和稳态精度 。
电压负反馈单闭环调速系统
通过引入电压负反馈，稳定直流电动机的端电压，从而改善系统的静态特性和动 态性能。
现状
目前，直流调速系统已经广泛应用于各个领域，如工业、交 通、能源等。随着电力电子技术和控制理论的不断发展，直 流调速系统的性能不断提高，应用领域也不断扩展。
应用领域与前景
应用领域
直流调速系统广泛应用于需要精确控制转速的场合，如机床、风机、水泵、压缩机、卷扬机等机械设备，以及电 动汽车、电动自行车等交通工具。
前景
随着工业自动化和智能制造的推进，以及新能源汽车等产业的快速发展，直流调速系统的需求将不断增长。同时， 随着电力电子技术和控制理论的不断进步，直流调速系统的性能将不断提高，应用领域也将不断扩展。未来，直 流调速系统将在更多领域发挥重要作用，推动相关产业的持续发展。
02 直流调速系统组成及工作 原理
流。
多环控制直流调速系统
三环控制直流调速系统
在双闭环的基础上，引入第三个控制环，如位置环、速度环或加速度环等，进一步提高系统的控制精 度和动态性能。
多环串级控制直流调速系统
将多个控制环按照串制。该系统适用于对控制精度和动态性能要求较高的场合。
双闭环直流调速系统
转速、电流双闭环调速系统（ASR+ACR）
在转速负反馈的基础上，引入电流负反馈，构成转速、电流双闭环调速系统。其中， ASR为转速调节器，ACR为电流调节器。该系统具有较快的动态响应和良好的稳态精度。
单闭环直流调速系统的基本工作原理
单闭环直流调速系统的基本工作原理系统的基本原理是根据电机的实际转速和设定转速之间的误差，通过调节电源电压来控制电机的转速，使实际转速与设定转速保持一致。
具体工作过程可以分为以下几个阶段：
1.电源输入：将交流电源转换为直流电源供给电机。
交流电源经过整流电路，将交流电转换为直流电。
2.电流控制：通过变阻器来改变电压，调节电阻的大小，从而控制直流电机的输入电流。
当电阻增大时，电机的输入电流减小，反之亦然。
3.转速检测：通过转速传感器测量电机的实际转速，并将测量值与设定值进行比较，计算出转速的误差。
转速传感器通常是使用光电传感器或霍尔传感器等。
4.控制器：根据转速误差来调节电机输入电压。
控制器可以是模拟控制器或数字控制器，根据系统的要求来选择。
控制器通过与电机控制电路相连，从而控制电机的输出。
5.输出功率：经过调整电源电压后，电机输出的功率与实际负载相匹配。
控制电路会根据设定值和转速误差来调节电机输出的功率，使其尽可能接近设定值。
总结起来，单闭环直流调速系统的基本原理是通过将交流电源转换为直流电源，通过调节电压来控制电机的输入电流，利用转速传感器测量实际转速并与设定值比较，然后通过控制器调节电机的输入电压，使实际转速与设定转速之间的误差尽可能减小。
通过这种方式，可以实现对直流电机的调速控制，适应不同负载要求和工作条件。
直流调速器的工作原理
直流调速器就就是调节直流电动机速度得设备,上端与交流电源连接，下端与直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁(定子)，一路输入给直流电机电枢（转子）,直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。
同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机得转速情况,必要时修正电枢电压输出,以此来再次调节电机得转速。
直流电机得调速方案一般有下列3种方式：1、改变电枢电压;(最长用得一种方案）2、改变激磁绕组电压;3、改变电枢回路电阻。
其实就就是可控硅调压电路，电机拖动课本上非常清楚了直流调速分为三种：转子串电阻调速，调压调速,弱磁调速。
转子串电阻一般用于低精度调速场合,串入电阻后由于机械特性曲线变软，一般在倒拉反转型负载中使用调压调速，机械特性曲线很硬,能够在保证了输出转矩不变得情况下，调整转速，很容易实现高精度调速弱磁调速，由于弱磁后,电机转速升高,因此一般情况下配合调压调速,与之共同应用。
缺点调速范围小且只能增速不能减速，控制不当易发生飞车问题。
直流调速器直流调速器就是一种电机调速装置，包括电机直流调速器,脉宽直流调速器，可控硅直流调速器等、一般为模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压得隔离变换,电路得比例常数、积分常数与微分常数用ＰID适配器调整。
该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机,可具有调速器所应有得一切功能。
直流调速器使用条件•1、海拔高度不超过100０米.（超过1000米，额定输出电流值有所降低）２、周围环境温度不高于40℃不低于-1０℃。
3、周围环境相对湿度不大于85［%］，无水凝滴。
4、没有显着震动与颠簸得场合。
５、周围介质无爆炸危险，无足以腐蚀金属与破坏绝缘得气体及导电尘埃。
6、户内使用•1、输入主电源电压:交流三相３80V50ＨZ2、电网电压允许差:—5［％］---10[%]３、电网频率允许差+ －2［％］4、基本参数5、调速范围:大于1:50６、静差度:小于等于5［％]直流调速器用户接线图•1、外接调速电位器；ﻫﻫ２、测速发电机输入及转速表输出;3、继电器触点输出；4、外接主电源常闭触点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一部分直流电机的基本工作原理
一、直流电机的用途
直流电动机的优点：
1 调速范围广，易于平滑调节
2 过载、启动、制动转矩大
3 易于控制，可靠性高
4 调速时的能量损耗较小
缺点：换向困难，维修比较麻烦，制造成本高（与相
同功率的交流异步电机比较。
应用：机床方面的应用：龙门刨床、导轨磨床、龙门铣床等设备的工作驱动电机，导轨磨床、镗床、铣床等设备的主轴电机；
轧钢机、电车、电气铁道牵引、造纸、纺织拖动；
直流发电机：用作电解、电镀、电冶炼、充电、交流发电机励磁等的直流电源。
二、直流电机的工作原理
原理：任何电机的工作原理都是建立在电磁感应和电磁力这个基础上。
1、直流电机的工作原理
工作原理：导体在磁场中运动时，导体中会感应出电势e；e=B×l×v；
B：磁密
L：导体长度；
V：导体与磁场的相对速度。
正方向：用右手定则判断。
电势e正方向表示电位升高的方向，与U相反。
如果同一元件上e和U正方向相同时，e= -U。
理解：电磁感应原理的变形（变化的磁通产生感应电动势）
3、直流电动机的工作原理图。
（1）构成：
磁场：图中N和S是一对静止的磁极，用以产生磁场，其磁感应强度沿圆周为正弦分布。
励磁绕组——容量较小的发电机是用永久磁铁做磁极的。
容量较大的发电机的磁场是由直流电流通过绕在磁极铁心上的绕组产生的。
用来形成N极和S极的绕组称为励磁绕组，励磁绕组中的电流称为励磁电流If。
电枢绕组：在N极和S极之间，有一个能绕轴旋转的圆柱形铁心，其上紧绕着一个线圈称为电枢绕组(图中只画出一匝线圈)，电枢绕组中的电流称为电枢电流Ia。
换向器：电枢绕组两端分别接在两个相互绝缘而和绕组同轴旋转的半圆形铜片——换向片上，组成一个换向器。
换向器上压着固定不动的炭质电刷。
电枢：铁心、电枢绕组和换向器所组成的旋转部分称为电枢。
电动机向负载输出机械功率的同时，却向电动机输入电功率，电动机起着将电能转换为机械能的作用。
能量转换：
电能->电磁转矩->负载（机械能）
3、电机的结构要求：
1 电磁要求: 产生磁场，感应出电动势，通过电流，产生电磁转矩
2机械要求：传递转矩，保持坚固稳定，冷却的要求，检修，运行可靠。
一、定子
定子的作用是产生磁场和作为电机机械支撑。
它由主磁极、换向磁极、电刷、机座、端盖和轴承等组成
二、转子
转子又称电枢，是电机的旋转部分。
它由电枢铁心、绕组、换向器等组成。
三、铭牌和额定值
为了使电机安全而有效地运行，制造厂对电机的工作条件都加以技术规定。
按照规定的工作条件进行运行的状态叫做额定工作状态。
电机在额定工作时的各种技术数据叫做额定值，一般加下标e表示。
这些额定值都列在电机的铭牌上，使用电机前，应熟悉铭牌。
使用中的实际值，一般不应超过铭牌所规定的额定值。
(一)型号：它表示电机的类别。
例如：Z2--12
Z：直流；2：设计序号；1：铁心长度；2：机座号
(二)额定电流Ie：指电源输入到电动机的允许电流。
(三)额定电压Ue：指输入到电动机上的允许电压。
(四)额定转速ne：这是指电机在额定工作状态时，应达到的转速。
(五)额定功率(额定容量) Pe：指在额定电压、额定电流和额定转速下，电动机轴上输出的机械功率Pe=Ue×Ie×ηe
(六)额定效率ηe：额定功率与输入功率之比，称为电机的额定效率，即ηe=（额
定功率/输入功率）×100 %
直流电机的励磁方式
按励磁方式不同，电机可分为
（一）他励直流电机电枢和励磁绕组由两个独立的直流电源供电。
（二）并励直流电机电枢和励磁绕组并联后由一个独立的直流电源供电。
（三）串励直流电机电枢和励磁绕组串联后由一个独立的直流电源
供电
（四）复励直流电机复励电机有两个绕组，一个并励绕组，一个串励
绕组，并励绕组和电枢并联，和串励绕组串联后由
一个独立的直流电源供电。
直流电机调速特性
一、直流电机的转速公式：
：电机磁通量，与励磁电流有关；
：电枢回路电阻；
：电机的扭矩；
：电枢电压；
问题：直流电机调速的方式有几种？
二、直流电机的机械特性
目前我们使用的直流调速器主要通过上述哪些方式进行调速？
你所知道的哪些设备是采用这种方式进行启动的？为什么要采用这种启动方式？有什么好处？
三、他励直流电机的能耗制动：
直流调速器基本原理功能
一、直流电机调速器的工作原理
4Q系列三相交流电源电枢回路控制框图：
通过对大功率晶闸管的导通角的控制，将交流电整流为所需的直流电，提供给直流电动机使用；上图为三相全桥整流，4Q(4象限运行)动力部分基本原理图；可实现回馈制动功能；
单相交流电源供电原理与上图基本相同，上图中减少一对晶闸管即可；（单相供电主要应用于小功率驱动器）
1Q系列三相交流电源电枢回路控制框图：
上图为三相全桥整流，1Q(1)象限运行)动力部分基本原理图；（与4Q相比较,j减少使用6只晶闸管）；没有回馈制动功能；
励磁回路控制原理图，通过控制两只晶闸管的导通角，可以控制输出的直流电压；
直流调速器从控制核心的角度分为：模拟控制和数字控制；
模拟式直流调速器的特点：电路简单，价格较为便宜，性价比较好，但参数可调整的较少，调整参数不直观，更多的凭经验办事，且无法直观了解调速器的运行状态；
数字式直流调速器的特点：功能强大，价格较同规格的模拟式产品贵，参数调整较为方便、故障诊断功能强大；调速稳定性好，不会因为时间长而发生信号漂移的问题；
直流调速器主要以调节上述两个指标为整个控制目标，（在选型时可根据需要选择是否带励磁控制功能；）
调速的基本原则：
A、在额定转速下，以调节电枢电压的目标；（在该速度段，电机可输出最大的扭矩）
B、当直流电动机需要运行在高于额定转速情况时，设置电枢电压上升到设定的最大值
后，通过减少励磁电流来达到提高转速的目的；（在该速度段，电机的最大输出扭
矩随转速的提升而下降）。