电子课件-《维修电工实训(高级模块)》-A04-1474-模块三--直流传动系统装调与检修

模块三直流传动系统的装调与检修课题1直流调速系统课题2开环直流调速系统课题3单闭环直流调速系统课题4晶闸管直流调速装置装调课题5晶闸管直流调速装置统调与检修模块三直流传动系统的装调与检修课题1直流调速系统1.了解自动控制的基本知识。2.熟悉直流调速系统的组成。3.熟悉直流电动机的调速方法。模块三直流传动系统的装调与检修一、自动控制系统知识1.自动控制基本概念（1）系统主要指工程领域中由机电光磁等信号控制的物理装置。（2）自动控制指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。模块三直流传动系统的装调与检修（3）自动控制系统具有自动控制的设备或装置。（4）自动控制的任务是使受控制的对象保持在给定值范围内。电子装置是自动控制的核心。模块三直流传动系统的装调与检修2.自动控制基本术语（1）受控对象，也称被控对象，指要求实现自动控制的机器设备或生产过程。（2）被控量，指受控对象中要求保持定数值或按给定值规律变化的物理量。（3）给定值，指作用于自动控制系统输入端并作为控制依据的物理量。模块三直流传动系统的装调与检修（4）自动控制，又称为自动调节，指在不需要人直接参与的条件下，依靠控制装置使受控对象按规定要求工作。（5）自动控制系统，指受控对象和控制装置的总体。（6）干扰量，又称扰动量，干扰系统正常运行的因素。模块三直流传动系统的装调与检修3.自动控制系统的类型（1）开环控制系统开环控制系统，是指系统不检测被控量，只根据给定值或干扰进行控制或补偿。如图所示为晶闸管整流开环控制系统的原理图。开环控制系统原理图模块三直流传动系统的装调与检修（2）闭环控制系统是指系统随时检测被控量，并将其送回输入端与给定值进行比较，根据给定值与被控量的偏差进行控制。闭环控制系统原理图模块三直流传动系统的装调与检修4.自动控制系统的要求工程上对自动控制系统性能提出了一些要求，主要有以下三个方面。（1）稳定性；（2）准确性；（3）快速性。对自动控制系统的基本要求是：响应动作要快、动态过程要稳、跟踪需要准确。也就是，在稳定的前提下，系统要稳、快、准。这个基本要求，通常称为自动控制系统的动态品质。模块三直流传动系统的装调与检修二、直流调速系统概述调速系统分类模块三直流传动系统的装调与检修龙门刨床轧钢机直流调速系统的应用实例模块三直流传动系统的装调与检修eaaKRIUn1.直流电动机的调速方式上式中，n—直流电动机的转速，单位为r/minUa—电枢电压，单位为VIa—电枢电流，单位为AR—电枢回路总电阻，单位为ΩΦ—励磁磁通，单位为WbKe—由直流电动机结构决定的机电系数模块三直流传动系统的装调与检修（1）改变电枢电压Ua的调速方式改变电枢供电电压Ua的调速机械特性曲线模块三直流传动系统的装调与检修（2）改变励磁磁通Φ的调速方式改变励磁磁通Φ的调速机械特性曲线模块三直流传动系统的装调与检修（3）改变电枢回路电阻R的调速方式改变电枢回路电阻R的调速机械特性曲线模块三直流传动系统的装调与检修2.直流调压调速用可控直流电源（1）旋转变流机组系统（G-M系统）旋转变流机组系统（G-M系统）模块三直流传动系统的装调与检修（2）晶闸管脉冲相位控制系统（V—M系统）由V-M系统构成的直流调速柜模块三直流传动系统的装调与检修（3）直流脉宽调速系统应用直流脉宽调制器的设备模块三直流传动系统的装调与检修3.晶闸管－电动机调速系统（V—M系统）的分类以上三种调压调速用的可控直流电源中，最为典型且使用最为广泛的是晶闸管－电动机调速系统。晶闸管－电动机调速系统从控制方法上可分为以下三种。（1）开环直流调速系统（2）单闭环直流调速系统（3）双闭环直流调速系统模块三直流传动系统的装调与检修三种直流调速系统的性能对比调速类型开环直流调速系统单闭环直流调速系统双闭环直流调速系统控制方式转速开环控制转速闭环控制或电压负反馈闭环控制转速和电流闭环控制转速精度低较高最高响应速度慢块最快使用场合要求较低的场合负载波动大、转速精度高的场合转速精度高、响应速度快的场合模块三直流传动系统的装调与检修4.直流调速系统的性能指标衡量一个直流调速系统性能的优劣，除了定性分析外，还必须有定量的指标。此外，应用领域对系统的要求也必须进行量化，以作为设计、生产、调试的依据。（1）调速（2）稳速（3）启动、制动性能模块三直流传动系统的装调与检修三、实训操作实训项目：直流电动机的调速。1.实训器材2.实训方法和步骤直流电动机调速电路图模块三直流传动系统的装调与检修课题2开环直流调速系统1.掌握开环直流调速系统的组成。2.掌握开环直流调速系统的工作原理。3.熟悉开环直流调速系统存在的问题。模块三直流传动系统的装调与检修开环直流调速系统的应用模块三直流传动系统的装调与检修一、开环直流调速系统的组成和原理1.系统组成模块三直流传动系统的装调与检修模块三直流传动系统的装调与检修（1）直流电动机Ma)直流电动机b)直流电动机绕组直流电动机模块三直流传动系统的装调与检修（2）晶闸管可控整流电路VT三相全控桥式整流电路模块三直流传动系统的装调与检修（3）晶闸管触发电路GT晶闸管触发电路模块三直流传动系统的装调与检修（4）给定电位器给定电位器组成的电路模块三直流传动系统的装调与检修（5）继电保护电路整流电路中晶闸管的保护电路模块三直流传动系统的装调与检修2.系统工作原理调节给定电位器的阻值，改变控制电压UC大小改变触发电路脉冲的相位，来改变控制角，从而改变输出电压Ud，电动机的转速也就相应改变，达到调速的目的。电动机内部自动调节的具体过程如下所示：模块三直流传动系统的装调与检修二、开环直流调速系统的机械特性1.直流电动机电流连续时的情况（1）当电流连续时，开环直流调速系统的转速公式为：上式中：n0—理想空载转速；Δn—转速降落；Ce—电动势放大系数，。nnCeKtTeRCeUdCeIdRCeUdKeIdRKeUdKeIdRUdn0nEKeCe模块三直流传动系统的装调与检修（2）机械特性电流连续时的V-M系统机械特性模块三直流传动系统的装调与检修2.直流电动机电流断续时的情况电流断续时的V-M系统机械特性模块三直流传动系统的装调与检修三、开环直流调速系统的稳态性能分析1.对自动控制系统的性能要求（1）稳定性a)稳定的系统b)不稳定的系统系统的稳定性曲线图模块三直流传动系统的装调与检修（2）准确性a）有静差系统b）无静差系统系统的准确性模块三直流传动系统的装调与检修（3）快速性系统的动态响应曲线模块三直流传动系统的装调与检修2.调速系统的稳态性能指标（1）调速范围D（2）静差率S3.调速范围、静差率和额定转速降之间的关系minmaxnnD%1000nnSN)1(SnSnDNN模块三直流传动系统的装调与检修四、开环直流调速系统存在的问题调速系统是开环直流调速系统，调节控制电压就可以改变电动机的转速。如果负载的生产工艺要求对运行时的静差率要求不高，这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速。但是，大多数需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。在这种情况下，开环调速系统就不能满足要求。模块三直流传动系统的装调与检修五、实训操作1.晶闸管直流调速装置调试的步骤（1）先单元电路测试，后整机测试。（2）先静态调试后动态调试。（3）先开环调试后闭环调试。（4）先轻载调试后满载调试。模块三直流传动系统的装调与检修2.DSC—32型晶闸管直流调速装置开环调速调试的主要内容和步骤（1）继电控制电路的检查（2）校对电源相序（3）对各控制板的调试（4）开环系统调试（阻性负载）模块三直流传动系统的装调与检修3.开环系统调试流程框图（1）开环调试流程（2）接线检查流程开环调试流程框图接线检查流程图模块三直流传动系统的装调与检修（3）继电线路检查流程（4）电源板检查流程模块三直流传动系统的装调与检修（5）系统开环调试流程模块三直流传动系统的装调与检修课题3单闭环直流调速系统1.掌握单闭环直流调速系统的组成。2.掌握单闭环直流调速系统的工作原理。3.熟悉带电流正反馈的电压负反馈单闭环直流调速系统和带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统的调速过程。4.熟练掌握DSC—32型晶闸管直流调速装置单闭环调速装置的调速过程。模块三直流传动系统的装调与检修开环调速系统设备简单、调试方便，但其调速性能低，不能满足要求较高的生产需要，因此需要采用闭环调速系统提高调速性能。闭环调速系统的框图模块三直流传动系统的装调与检修一、转速负反馈单闭环直流调速系统1.转速负反馈单闭环调速系统的组成及各部分作用转速负反馈直流调速系统原理图模块三直流传动系统的装调与检修（1）转速检测环节a)直流测速发电机b)旋转编码器转速检测设备模块三直流传动系统的装调与检修（2）比较放大电路a)比例调节器原理图b)比例调节器输入—输出特性曲线比例调节器模块三直流传动系统的装调与检修该调节器实际上就是一个反相放大器，其放大倍数为：01RRUUAiou式中的负号是由于运放为反相输入方式，其输出电压U0的极性与输入电压Ui的极性是相反的，即U0的实际极性与其在图中的参考极性相反。为便于系统的分析，比例调节器的比例系数Kp可用正值表示，而其极性的关系在分析具体电路时再考虑。模块三直流传动系统的装调与检修如图所示，其输出电压Uc为：UKUUKUURRUpfngpfngOc)()(1由于该调节器是用来调节并稳定直流电动机的转速，因此将此调节器又称为速度调节器或转速调节器。模块三直流传动系统的装调与检修2.转速负反馈单闭环调速系统的工作原理如果通过调节图中的给定电位器RP1，改变给定电压Ug，即可调节电动机的转速。其调节过程如下所示：在这个调节的过程中，△U≠0，Ug≠Ufn，电动机的转速反馈值与目标值始终有偏差，而正是通过这个偏差进行电动机转速的调节。此种调速系统称为有静差调速系统。模块三直流传动系统的装调与检修（1）直流电动机内部自动调节过程1）此调节过程主要通过直流电动机内部电动势E的变化来进行调节。2）调节过程是以转速的改变为前提，当负载发生变化时，通过转速的改变使其达到新的稳定状态。（2）转速负反馈自动调节过程模块三直流传动系统的装调与检修（3）转速负反馈调速系统的调节过程模块三直流传动系统的装调与检修3.转速负反馈单闭环调速系统的性能分析（1）转速负反馈直流调速系统静特性方程（即转速公式）转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图模块三直流传动系统的装调与检修（2）开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系闭环系统静特性和开环机械特性的关系模块三直流传动系统的装调与检修（3）转速负反馈单闭环调速系统的基本特性闭环调速系统的给定作用和扰动作用模块三直流传动系统的装调与检修二、转速负反馈单闭环无静差直流调速系统1.积分调节器（1）积分调节器由运算放大器可构成一个积分电路，其电路如图所示。输出电压Uo与输入电压Ui的关系为：dtUdtUCRUiiO110模块三直流传动系统的装调与检修积分调节器的输出电压UO与输入电压Ui对时间的积分成正比，且极性相反。采用积分调节器后，当电动机的转速与给定转速一致时，闭环系统仍有控制信号，从而保证了系统的稳定运行，这是积分控制的最大优点。模块三直流传动系统的装调与检修（2）转速积分控制的特点积分调节器的输入—输出特性模块三直流传动系统的装调与检修2.比例积分（PI）调节器可将积分调节器和比例调节器组合构成比例积分（PI）调节器，其电路如图所示。输出电压Uo与输入电压Ui的关系为：dtUUKdtUCRURRUiiPiiO111001模块三直流传动系统的装调与检修比例积分调节器的输出电压由比例和积分两部分叠加而成，输出电压和输入电压的极性相反。当输入电压是阶跃信号时，输出电压瞬间放大Kp倍，相当于比例调节器，实现了调节的快速性。然后积分调节器起作用，最终实现无静差调速。比例积分调节器既有两者的优点，又克服了各自的缺点