自动控制毕业论文---直流调速系统

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1、 1 毕业论文毕业论文 论文题目：直流调速系统 姓 名： 学 号： 专 业：机械制造与自动化 学 院：应用工程学院 指导教师： 完成时间：2013 年 1 月 1 日 2 论文课题：直流调速系统 引言引言 直流电动机和交流电动机相比, 其制造工艺复杂,生产成本高, 维修困难, 需备 有直流电源才能使用。但因直流电动机具有宽广的调速范围, 平滑的调速特性，较高 的过载能力和较大的起动、 制动转矩, 因此被广泛地应用于调速性能要求较高的场合。 在工业生产中, 需要高性能速度控制的电力拖动场合, 直流调速系统发挥着极为重要 的作用, 高精度金属切削机床, 大型起重设备、轧钢机、矿井卷扬、城市电车等领

2、域 都广泛采用直流电动机拖动。特别是晶闸管直流电动机拖动系统,具有自动化程度 高、控制性能好、起动转矩大, 易于实现无级调速等优点而被广泛应用。而且，直流 调速系统在理论和实践上都比较成熟，从控制技术角度来看，它又是交流调速系统的 基础。因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统，促进调速 系统的进一步完善。 直流电动机的调速方法有三种, 即电枢回路串电阻调速、弱磁调速和调压调速。 其中弱磁调速和调压调速均可实现无级平滑调速, 调压调速的调速范围大, 调速性能 最好, 是应用最为广泛的自动调速方法。采用调压调速的直流调速系统, 需要一可控 直流电源为直流电动机电枢供电。常见的可

3、控直流电源有三种:旋转变流机组、静止可 控整流器和直流斩波器。 相应的直流调速系统也有三种: 即发电机- 电动机调速系统, 晶闸管相位控制直流调速系统和直流斩波器调速系统。晶闸管相位控制直流调速系统 和发电机- 电动机 调速系统相比,具有放大倍数大、快速好、效率高、经济性好、体 积小、控制方便、运行噪声小等优点; 而直流斩波器调速系统和晶闸管相位控制直流 调速系统相比, 又具有功率器件少、线路简单、调速范围宽、快速响应好、效率和功 率因数高等优点, 但因受器件容量等因素的限制, 目前主要用于中小功率的调速系 统。在工业生产上, 早期应用的是发电机- 电动机 调速系统, 随着电子技术的发展, 晶

4、闸管相位控制直流调速系统获得越来越广泛的应用。 3 目录目录 1、直流调速概念 11 调速概念4 1.2直流调速类型4 1.3 直流调速性能指标6 2、自动控制系统概念 2.1 开环控制系统9 2.2 闭环控制系统9 3、晶闸管-电动机直流调速控制系统 3.1 开环直流调速系统存在的问题10 3.2 速度负反馈单闭环调速系统的组成及静特性.11 3.3 单闭环调速系统的动态分析12 3.4 单闭环无静差直流调速系统12 3.5 单闭环调速系统的限流保护电流截止负反馈14 3.6 转速、电流双闭环直流调速系统组成及静特性15 4、总结16 5、参考文献17 4 1、调速概念及调速概念及直流调速类

5、型直流调速类型 1.1 调速概念调速概念 被控对象：电动机 被调量：速度 调速：为了满足生产机械的要求，人为的改变电机的转速。 稳速：把负载变化、电网波动等因素对电机转速的影响，通过调节作用降到最低限度， 甚至消除。 调速系统要求调速和稳速相结合。速度要求可调，但调至到某一速度运行时，要求速 度要稳定。 1对于要求在一定范围内平滑调速的系统来说，调压方式最好改变电阻只能有级 调速；并且功耗大 ；特性软。弱磁虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只与调 压方案配合，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速，以扩大调速系统的调速 范围。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。 改变电枢电压

6、调速是直流调速系统采用的主要方法，调节电枢供电电压或者改变 励磁磁通，都需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下三种： （1）旋转变流机组。用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。 （2）静止可控整流器。用静止的可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产 生可调的直流电压。 （3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用 直流斩波或脉宽调制的方法产生可调的直流平均电压。 晶闸管可控整流器的功率放大倍数大约在，控制功率小，有利于微电子 技术引入到强电领域；在控制作用的快速性上也大大提高，有利于改善系统的动态性 能。但是，晶闸管整流器也有它的缺点，主要表现在以下方面： （1）晶闸管一