电力拖动控制系统.pptx

电力拖动控制系统主要涵盖直流电动机的V-M不可逆调速系统，这一系统在工业领域中具有重要地位，尤其在需要精确控制速度的场合。直流调速系统虽然存在一些缺点，如换向器和电刷导致的火花和电磁干扰，以及电刷磨损需要维护，但因其调速性能优异、控制性能良好、起制动性能优越，至今仍被广泛应用。 直流调速系统主要有三种调速方法： 1. 电枢回路串电阻调速，不常用于自控系统。 2. 变压调速，通过调节电枢供电电压来改变电机速度，这是主导调速方法。 3. 弱磁调速，通过减弱励磁磁通来实现，作为辅助调速手段。 直流调速系统的主电路一般采用可调压的直流电源，常见的有G-M系统（发电机-电动机系统）、V-M系统（可控整流器-电动机系统）和直流脉宽调制（PWM）系统（斩波器-电动机系统）。不同的主电路结构对应不同的控制方式，如移相控制和PWM控制。控制方式可分开环、闭环和多环，其中闭环控制通常包括速度环、电流环甚至位置环，以实现更精确的控制。 在工作象限方面，直流电动机可以进行单象限、电压可反向的二象限以及电流可反向的二象限运行，不同象限对应着电机的不同运行状态，如电动和制动。 G-M系统是早期广泛应用的直流调速系统，优点是机械特性好，但设备复杂，体积大，成本高，效率低。V-M系统是70到90年代主流的直流调速形式，由静止装置控制，经济且可靠，但功率因数较低，可能对电网造成谐波污染。而PWM系统则通过脉宽调制技术控制电机，具有控制灵活、效率高等优点，但也有不同的电路结构和优缺点。 在V-M系统的机械特性分析中，当电流连续时，其机械特性方程式描述了控制角与转速的关系，表现为一系列平行下移的直线。而在电流断续时，例如三相半波整流电路，机械特性的斜率会随电流变化而改变，且存在一个共同的理想空载转速。 电力拖动控制系统是通过调控直流电动机的工作状态以满足不同应用场景的需求，涉及到电机学、电力电子和自动控制等多个领域的知识。理解和掌握这些系统对于电气工程师来说至关重要，因为它们不仅影响到设备的运行效率，还直接关联到整个生产过程的稳定性与安全性。