运动控制系统第一章分析优秀PPT.ppt

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1、第一节1.触发脉冲相位限制2.电流脉动及其波形的连续与断续3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数5.晶闸管整流器运行中存在的问题其次节1.PWM变换器的工作状态和电压、电流波形2.直流PWM调速系统的机械特性3.PWM限制器与变换器的动态数学模型4.直流PWM调速系统的电能回馈和泵升电压第一章第三节1.调速范围2.静差率3.调速范围、静差率和额定速降之间的关系第四节1.转速反馈限制直流调速系统的静特性2.转速反馈限制直流调速系统的动态数学模型图1-1运动限制及其相关学科图1-2运动限制系统及其组成图1-3恒转矩负载特性a)位能性恒转矩负载b)抗拒性恒

2、转矩负载图1-4恒功率负载特性图1-5风机、泵类负载特性3)变更电枢回路电阻R。图2-1晶闸管整流器-电动机调速系统(V-M系统)原理图1.触发脉冲相位限制图2-2V-M系统主电路的等效电路图1.触发脉冲相位限制表2-1不同整流电路的整流电压波峰值、脉冲数及平均整流电压2.电流脉动及其波形的连续与断续1)增加整流电路相数，或接受多重化技术；2)设置电感量足够大的平波电抗器。2.电流脉动及其波形的连续与断续图2-3带R-L-E负载单相全控桥式整流电路的输出电压和电流波形2.电流脉动及其波形的连续与断续图2-4V-M系统的电流波形a)电流连续b)电流断续3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性图2-

3、5电流连续时V-M系统的机械特性(箭头方向表示增大)3.晶闸管整流器-电动机系统的机械特性图2-7晶闸管触发与整流装置的输入-输出特性和的测定4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数图2-8晶闸管触发与整流装置的失控时间4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数表2-2 晶闸管整流器的失控时间(f=50Hz)4.晶闸管触发和整流装置的放大系数和传递函数图2-9晶闸管触发与整流装置动态结构框图a)精确的时滞环节b)近似的一阶惯性环节5.晶闸管整流器运行中存在的问题1)晶闸管是单向导电的，它不允许电流反向，给电动机的可逆运行带来困难。2)晶闸管对过电压、过电流和过高的du/dt与di/dt都

4、特别敏感，其中任一指标超过允许值都可能在很短的时间内损坏晶闸管。3)晶闸管的可控性是基于对其门极的移相触发限制，在较低速度运行时，晶闸管的导通角很小，使得系统的功率因数也随之削减，在沟通侧会产生较大的谐波电流，引起电网电压的畸变，被称为“电力公害”。5.晶闸管整流器运行中存在的问题4)若与快速响应的电动机协作，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰实力强；5)电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；6)直流电源接受不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。1.PWM变换器的工作状态和电压、电流波形图2-10简洁的不行逆PWM变换器-直流电动机系

5、统a)电路原理图b)电压和电流波形直流电源电压C滤波电容器VT电力电子开关器件VD续流二极管M直流电动机1.PWM变换器的工作状态和电压、电流波形图2-11有制动电流通路的不行逆PWM变换器-直流电动机系统a)电路原理图b)一般电动状态的电压、电流波形c)制动状态的电压、电流波形d)轻载电动状态的电流波形1.PWM变换器的工作状态和电压、电流波形表2-3二象限不行逆PWM变换器在不同工作状态下的导通器件和电流回路与方向2.直流PWM调速系统的机械特性图2-12直流PWM调速系统(电流连续)的机械特性3.PWM限制器与变换器的动态数学模型图2-13PWM限制器与变换器的框图4.直流PWM调速系统

6、的电能回馈和泵升电压1)调速：在确定的最高转速和最低转速范围内，分档地(有级)或平滑地(无级)调整转速；2)稳速：以确定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；3)加、减速：频繁起动、制动的设备要求加速、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受猛烈速度变更的机械则要求起动、制动尽量平稳。1.调速范围生产机械要求电动机供应的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用字母D表示2.静差率图2-14不同转速下的静差率3.调速范围、静差率和额定速降之间的关系在要求s30%时，允许的调速范围为1)忽视各种非线性因素，假定系统中各环节的输入-输出关系都是线性的，或者只取其线性工作段；2)忽视限制电源和电位器的内阻。在要求s30%时，允许的调速范围为图2-15开环调速系统的结构原理图2)忽视限制电源和电位器的内阻。图2-16开环调速系统稳态结构图1.转速反馈限制直流调速系统的静特性图2-18带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图1.转速反馈限制直流调速系统的静特性图2-19转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构框图a)闭环调速系统b)只考虑给定作用时的闭环系统c)只考虑扰动作用-R时的闭环系统