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直流调速系统原理及应用ppt课件

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直流电机调速控制ppt课件

直流电机调速控制ppt课件
光电光电耦合器
参考教材 电子技术基础 维修电工 电机与变压器 p半pt精导选体版变流技术 电力电子技术 元器件手册 上21 网
④反馈信号用光电耦合电路取样。
参考教材
电子技术基础 维修电工（技师 高级技师） 半导体变流技术 电力电子技术 自动控制原
理 上网
ppt精选版
22
⑤可控整流电路和电机励磁电源的 改进
调速系统分交流和直流调速系统， 由于直流调速系统的调速范围广，静 差率小、稳定性好以及具有良好的动 态性能。因此在相当长的时期内，高 性能的调速系统几乎都采用了直流调 速系统。
ppt精选版
8
这就是所谓的电 源—电动机调速 系统（V—M） 系统，它属于开 环系统。
用晶闸管触发可控整流电路 实现电枢电压可调，从而达到改 变电机转速的目的。
参考教材
电子技术基础 维修电工（技 师 高级技师） 半导体变流技 术 电力电子技术 自动控制原 理 电机与变压器 上网
ppt精选版
23
⑥调速旋纽的改进
1、触摸式音量控制器代替RP22速度控制电位 器。
2、将电路改动后试运行。
参考教材 电子技术基础 上网
场效应管增强型N-MOS
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24
⑦全电路测量与调试
④电路中反馈信号直接在主电路取样，设备维护和检修 时有安全隐患，建议用光电耦合器隔离取样。
⑤可控整流电路和电机励磁电源有改进空间。
⑥手动调速旋纽使用时间长了会接触不良，影响系统稳 定，建议用触摸式电压调节器来改进。
ppt精选版
17
2、在原电路基础上提出改进意见，并重新绘
制系统原理图。
①用比例调节器代替原来的放大和比 较节。
他励直流电机的调速

《直流电机调速》课件

《直流电机调速》课件

直流电机调速的分类
直流电机调速可以分为线性调速和PWM调速两种方式。线性调速是通过改变电 机的输入电压或电流来实现调速的，而PWM调速则是通过改变电机输入电压的 占空比来实现调速的。
PWM调速具有更高的调速精度和更小的电机发热量，因此在许多应用中得到了 广泛的应用。
02
直流电机调速的方法
改变电枢电压调速
总结词
通过改变电枢两端的电压，可以调节直流电机的转速。
详细描述
当电枢两端电压增加时，电机转速相应增加；反之，当电压减小时，电机转速 相应降低。这种方法调速范围广，但需要可调直流电源，控制电路相对复杂。
改变励磁电流调速
总结词
通过改变励磁绕组的电流，可以调节 直流电机的磁场强度，进而调节电机 转速。
详细描述
02
直流电机调速是一种常见的电机 调速方式，具有调速范围广、调 速线性度好、动态响应快等优点 。
直流电机调速的原理
直流电机调速的原理基于直流电机的电磁转矩与电枢电流成 正比的特性。通过改变电枢电流的大小，可以改变电机的输 出转矩，从而调节电机的转速。
另外，直流电机还具有电枢反电动势，它与电枢电流的大小 成正比。改变电机的输入电压或电流，可以改变电机的输入 功率，进一步调节电机的转速。
控制复杂度较高
直流电机调速系统的控制算法相对复 杂，需要专业的技术人员进行维护和 调试。
05
直流电机调速的发展趋势
高性能直流电机调速系统的研究
总结词
随着工业自动化水平的提高，对直流电机调 速系统的性能要求也越来越高，高性能直流 电机调速系统的研究成为重要的发展趋势。
详细描述
为了满足高精度、高动态响应的调速需求， 研究者们不断探索新的控制算法和优化策略 ，以提高直流电机调速系统的调节精度、稳 定性和动态响应能力。

《直流调速控制系统》课件

《直流调速控制系统》课件
分，通过接收控制器的控制信号实现转速的调节。
02
直流调速控制系统的主要技术指标
调速范围与静差率
调速范围
指控制系统能够调节的最高和最低转速之比。例如，如果最高转速为1000转/分，最低转速为10转/分，则调速 范围为100:1。
静差率
指在给定的转速变化下，系统的输出转速变化与输入转速变化的比值。例如，如果输入转速变化1%，输出转速 变化2%，则静差率为2%。
03
控制器选择
选择合适的控制器，如单片机、 DSP等，用于实现控制算法和控 制逻辑。
04
软件设计
控制算法选择
选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制 等。
控制逻辑设计
设计合适的人机界面，方便用户对系统进行 操作和控制。
人机界面设计
根据控制算法和控制需求，设计控制逻辑， 实现系统的自动控制。
数据处理程序设计
调速平滑性
调速平滑性
指系统在调节过程中，输出转速变化的连续性和平滑程度。平滑性好的系统， 输出转速变化连续、无突变，对被控对象的振动和冲击小。
调节时间
指系统从某一转速调节到另一转速所需的时间。调节时间越短，系统的响应速 度越快。
动态响应时间与超调量
动态响应时间
指系统在阶跃输入下，达到稳态值的 90%所需的时间。动态响应时间越短 ，系统的快速性越好。
选择合适的仿真软件，如MATLAB/Simulink等，用于建立直流调速控制系统的仿真模 型。
仿真模型建立
根据直流调速控制系统的原理，建立仿真模型的各个模块，包括电机模型、控制器模型 、测速模型等。
仿真结果分析
对仿真结果进行分析，验证仿真模型的正确性和有效性。同时，通过对比实验结果和仿 真结果，进一步理解直流调速控制系统的性能特点和控制效果。

交直流调速系统之直流调速简介介绍课件

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

单片机控制直流电机调速课件

单片机控制直流电机调速课件

电机调速应用实例
机器人控制
电机调速应用于机器人的运动控制，提高机 器人的精度和速度。
工业设备
电机调速应用于各种工业设备，提高生产效 率和质量。
电动车驱动
电机调速应用于电动车的驱动控制，实现高 效能耗和长续航里程。
风力发电
电机调速应用于风力发电装置，优化风能的 利用效率。
总结
1 单片机控制直流电
机调速是一种常见 的应用
单片机控制直流电机调速 课件
本课件将介绍单片机控制直流电机调速的原理和应用。通过详细讲解控制系 统搭建和调速实现方法，以及PID调节算法的应用，帮助您深入理解电机调速。
直流电机调速原理
1 电压控制
改变电机供电电压以控制转速。
2 电流控制
调整电机驱动电流以改变负载对转速的影 响。
3 脉宽调制
4 反馈调节
2
脉宽调制方法
通过改变脉冲宽度来调节电机的平均电压。
3
PID调节方法
结合比例、积分和微分控制来实现精确的电机调速。
PID调节算法在电机控制中的应用
PID调节算法是一种常用的闭环控制方法，可以根据实际转速和目标转速进行调节，实现精确的电机调 速。 该算法通过比例控制、积分控制和微分控制来实现稳定的调速效果。 PID调节算法在电机控制中得到广泛应用，为工业自动化和机电一体化技术的发展提供了重要支持。
通过改变脉冲宽度来控制驱动电机的平均 电压。
使用转速传感器等反馈信号进行闭环控制。
电机调速系统搭建
硬件搭建
使用单片机和面包板搭建电机 调速系统。
电路连接
将电机与单片机连接，建立电 机调速的电路。
传感器连接
将转速传感器连接至电路，用 于反馈调节。

7第七章直流调速系统ppt课件

7第七章直流调速系统ppt课件
第7章 直流调速系统
7.1 直流调速系统概述 7.2 单闭环直流调速系统 7.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 7.4 闭环调速系统设计实例 7.5 多环直流调速系统
精选2021版课件
1
7.1 直流调速系统概述
7．1．1．直流调速系统的基本概念
在自动控制系统中，电力拖动系统是最重要的应用系统之一，
而电动机又是电力拖动系统的核心部件，它是将电能转化为机械能
的一种有力工具。根据电动机供电方式的不同，它可分为直流电动
机和交流电动机。由于直流电动机具有良好的启、制动性能，而且
可以在较大范围内平滑的调速，因此，在轧钢设备、矿井升降设备、
挖掘钻探设备、金属切削设备、造纸设备、电梯等需要高性能可控
制电力拖动的场合得到了广泛的应用。但直流电动机本身有着一些
7.1 直流调速系统概述
转速下限受低速时运转不稳定性的限制。对于要求在一定范围 内无级平滑调速的系统来说，此调速方式较好。改变电枢电压调速 (简称调压调速)是直流调速系统的主要调速方式。
2．改变励磁电流调速方式
改变电动机励磁回路的励磁电压大小，可改变励磁电流大小， 从而改变励磁磁通大小而实现调速，此种调速方式称为改变励磁电 流调速方式。其机械特性如图7－2所示。
这种调速方案属于恒功率调速。调磁调速的调速范围不大，一
般只是配合调压调速方式，在电动机额定转速之上作小范围的升速。
将调压调速和调磁调速复合起来则构成调压调磁复合调速系统，
精选2021版课件
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7.1 直流调速系统概述
可得到更大的调速范围，额定转速以下采用调压调速，额定转 速以上采用调磁调速。 3．电枢回路串电阻调速方式 在电动机电枢回路串接附加电阻，改变串接电阻的阻值，也可 调节转速，此种调速方式称为电枢回路串电阻调速方式。 这种调速方式只能进行有级调速，且串接电阻有较大能量损耗， 电动机的机械特性较软，转速受负载影响大，轻载和重载时转速不 同。另外，该调速方式中的调速电阻损耗大，经济性差，一般只应 用于少数性能要求不高的小功率场合。其机械特性如图7－3所示。

无静差直流调速系统课件

无静差直流调速系统课件
目
CONTENCT
录
• 引言 • 无静差直流调速系统的基本原理 • 无静差直流调速系统的数学模型 • 无静差直流调速系统的设计与优化 • 无静差直流调速系统的实现与应用 • 结论与展望 • 参考文献与附录
01
引言
直流调速系统的背景与重要性
工业电机驱动的应用广泛
在钢铁、有色金属、化工、纺织、造纸等行业中， 直流电机作为重要驱动部件被广泛应用。
随着电力电子器件和微处理器技术的不断发展，无静差直流调速系统的性能将得到 进一步提高。
采用先进的控制算法和优化算法，实现更加精准的直流调速控制。
未来发展趋势与研究方向
• 研究新的无静差直流调速方案，降低系统成本和复杂度，提高系统的可靠性和稳定性。
未来发展趋势与研究方向
01
未来研究方向
02
03
04
无静差直流调速系统的应用场景与实例
工业生产
应用于机床、纺织、石油 化工等行业的生产设备中 ，提高生产效率和产品质 量。
交通运输
应用于电动汽车、地铁、 铁路机车等交通工具中， 提高能源利用效率并减少 环境污染。
航空航天
应用于航空发动机、航天 器等高精度控制系统中， 确保安全可靠运行。
06
结论与展望
内容
包括直流电机的工作原理、电力电子变换器、反馈控制系统、无 静差调节原理、系统实现及性能分析等。
02
无静差直流调速系统的基本原理
直流电机的基本工作原理
02
01
03
直流电机的转动原理
基于通电导体在磁场中受到力的作用而转动的原理。
直流电机的电磁转矩
与电流、磁通和转子电阻等因素有关。
直流电机的调速原理

单闭环直流调速系统介绍课件


智能化：引入 人工智能技术， 实现系统的自 适应控制和自 学习能力
网络化：通过 互联网和物联 网技术，实现 远程监控和故 障诊断
集成化：将多 个子系统集成 为一个整体， 提高系统的集 成度和可靠性
节能和环保的发展趋势
01
提高能源利用率：通过优化控制策略和算法，降低能耗，提高能源利用率
02
减少污染排放：采用环保材料和工艺，减少生产过程中的污染排放
单闭环直流调速 系统介绍课件
目录
01. 单闭环直流调速系统的基本 概念
02. 单闭环直流调速系统的控制 方式
03. 单闭环直流调速系统的应用 领域
04. 单闭环直流调速系统的发展 趋势
1
单闭环直流调速 系统的基本概念
直流调速系统的组成
01
整流器：将交流 电转换为直流电
02
滤波器：去除直 流电中的交流成
04
应用场合：适用于对转速要求不高，但对响应速度要求较高的场合
电流控制方式
STEP1
STEP2
STEP3
STEP4
电压控制方式： 通过控制电压 来调节电流， 实现调速
电流控制方式： 通过控制电流 来调节电压， 实现调速
速度控制方式： 通过控制速度 来调节电流， 实现调速
位置控制方式： 通过控制位置 来调节电流， 实现调速
网络化：实现远程监控 和控制，提高系统的可 维护性和可扩展性
谢谢
速度控制方式
1
电压控制方式：通过调节直流电源的输出电压来控制电机的转速
2
电流控制方式：通过调节直流电源的输出电流来控制电机的转速
3
转速控制方式：通过调节电机的转速来控制电机的转速
4
位置控制方式：通过调节电机的位置来控制电机的转速

第二章 单闭环直流调速系统ppt课件

解：以电机从静止起动为例分析，给定电压增大时系统的调节过程如下：
由于反馈电压与给定电压同为负，成为正反馈，只要给定电压稍大 于零，经反馈电压叠加后，偏差电压会越来越大，电机转速急速升高，造 成飞车事故。
在转速单闭调速实验中表现为：给定从零增加一点，电机转速急速 升高，再减小给定，电机转速不减小，失控。
四、闭环调速与开环调速的比较
静特性方程： nCKep1KsUKn*Ce1RKId 闭环转速降
nb
IdR
1 K Ce
机械特性方程： n U d I d R
Ce
开环转速降
nk
IdR Ce
① 闭环静特性比开环机械特性硬得多。负载电流相等时
nb
nk
1 K
②
闭环系统的静差率要比开环小得多。理想空载转速相等时，
1、开环调速系统采用正给定电压，为什么单闭环调速系统要采用负 给定电压？改变给定电压时调节哪个旋钮？
2、为什么要求触发电路中Ulf端接地？ 3、接线前，设备初始状态检查和调整包含哪些注意事项？ 4、什么是触发电路的最大移相控制电压？如何测出该电压值？ 5、主电路中为什么要串入电抗器？值取多大？ 6、怎样将两个可调电阻并联使用？ 7、怎样判断转速反馈是负负馈？如果接成了正反馈，怎样改正？ 8、怎样测试调节器放大系数、整流装置放大系数和转速反馈系数？
② 被控量总是跟随给定量变化。 即转速跟随给定电压变化。 ③ 闭环系统对作用于闭环内前向通道上的干扰有调节作用。 而作用于 闭环外或非前向通道上的干扰没有调节作用。
.
14
.
15
思考题：
1．什么是有静差调速系统？
2．闭环调速系统对什么样的干扰有调节作用？ 试举例说明。
.
16

32弱磁控制的直流调速系统解析课件

通越弱，容许的转矩不得不减少，转矩 与转速的乘积则不变，即容许功率不变， 是为“恒功率调速方式”。
由此可见，所谓“恒转矩”和“恒 功率”调速方式，是指在不同运行条件 下，当电枢电流达到其额定值 IN 时，所 容许的转矩或功率不变，是电机能长期 承受的限度。实际的转矩和功率究竟有 多少，还要由其具体的负载来决定。
励磁电流与磁通之间的非线性函数 关系可用饱和曲线表示
图3-19 弱磁过程直流电动机的动态结构图
注意：
（1）图3-19是包含线性与非线性环节的结构 图，其中只有线性环节可用传递函数表示；
（2）乘法器等非线性环节的输入与输出变量只 能是时间函数，因此各变量都用时间函数 标注。
（3）非线性环节与线性环节的联接纯属结构上 的联系，在采用仅适用于线性系统的等效 变换时须十分慎重。
• 电枢电压与励磁配合控制特性
U Te
P
N
UN
Te
UP
O
变电压调速
nN
nmax n
弱磁调速
图3-17 变压与弱磁配合控制特性
从图中可知：
调压与弱磁配合控制只能在基速以 上满足恒功率调速的要求，在基速 以下，输出功率不得不有所降低。
3.2.2 非独立控制励磁的调速系统
1. 系统设计要点：
– 在基速以下调压调速时，保持磁通为额定值不 变；
恒转矩类型的负载适合于采用恒转 矩调速方式，而恒功率类型的负载更适 合于恒功率的调速方式。但是，直流电 机允许的弱磁调速范围有限，一般电机 不超过 1:2 ，专用的“调速电机”也不 过是 1:3 或 1:4 。
• 调压和弱磁配合控制
当负载要求的调速范围更大时，就 不得不采用调压和弱磁配合控制的办法， 即在基速以下保持磁通为额定值不变， 只调节电枢电压，而在基速以上则把电 压保持为额定值，减弱磁通升速，这样 的配合控制特性示于下图。
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二、直流调速器基础知识
直流可逆调速系统:（电枢反接可逆线路）
晶闸管开关切断的可逆线路
12
问题1：什么是PID调节器？ 问题2：励磁反接可逆线路优缺点？
13
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
主板
驱动板
电枢主桥
14
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
组成部分： 1、控制操作输入输出部分。 2、控制运算部分。 3、功率及功率控制部分。 4、控制信号输入部分。 5、辅助控制电源。
与主板控制部分在电位上是隔离的。
*控制电源变压器输出：±15V主板电源，+5V处理 器电源，±10V外模拟端子给定电源，
+24V数字端子控制电源。
19
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
最小系统接线图：
20
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
电机铭牌参数设置： IA CAL：电枢额定电流设置。 IF CAL：励磁额定电流设置。 VA CAL：电枢电压校准Va（伏）。
15
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
控制端子：
16
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
常用控制端子默认功能分配： L1、L2、L3：三相电源输入，380VAC。 A+、A-：电枢输出，最大电压为输入的1.2倍。 A1：零负电位，与B1、C1同电位，与接地 A4：斜坡速度给定,电压±10V，对应±100%。 A8：速度给定输出，电压±10V，对应±100%。 A9：主电流反馈输出，电压±10V，对应±200%。 B3：+10V基准电压，额定输出电流10mA。 B4：-10V基准电压，额定输出电流10mA。 B5：电机零速检测，零速时高态（24V输出）。
直流调速系统实例分析： 1、极速风车 2、大摆锤 3、波浪翻滚 4、海盗船（欧陆590+/590P） 5、矿山车（Ansaldo安萨尔多SPDM-350UGF）
（附图纸）
24
18
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
D3、D4：励磁输出，D3为负，D4为正。
D5、D6：主电源合闸输出。
D7、D8：辅助电源输入，110V和220V两种，用于 控制电源变压器、接触器控制继电器电 源和冷却风机电源。（隔离变压器）
*模拟数字输入输出端子作为外部控制的基本控制 端子，每个端子都有过载和过压保护，
_
他励
3
一、直流电机原理与调速方式
电枢 励磁 换向器 电刷
4
一、直流电机原理与调速方式
由转速公式：n
U K EΦ
Ra K T K EΦ
2T
直流电机调速方法有三种： 1、降压调速 2、串电阻调速 3、弱磁调速
5
问题1：换向器的作用是什么？
问题2：直流电机与交流电机工作 原理、调速方法和使用场合有什 么不同？
21
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
可选模块端子：
speed feedback
编码器测速板
serial comms
模拟测速版
Profibus-DP通讯板 RS485通讯板
22
问题1：编码器测速板和模拟测速 板如何使用？
问题2：什么是Profibus-DP通讯？ 什么是RS485通讯？
23
四、欧陆590C调速器实践应用
PWM调速系统（直流脉宽调速）：交流电源经 不可控整流得到稳恒的直流电压，再利用斩波电路 将直流电压变成宽度可调的高频脉冲电压，加在电 机电枢绕组上，通过改变脉冲的宽度改变电机电枢 电压的平均值，从而实现对电机的调速控制。
9
二、直流调速器基础知识
双闭环直流调速系统：
10
二、直流调速器基础知识
电流环（内环） 速度环（外环）
17
三、欧陆590C调速器介绍与控制方式
B6：正常状态检测，正常时高态。 B7：准备就绪状态检测，就绪时高态。 B8：程序停机（再生制动），仅4Q控制器有效。 B9：惯性停机，高态时（C9）控制器正常运行。 C2：热敏电阻/微测温器，不用时与C1短接。 C3：启动（主电源分合闸），高态（C9）合闸。 C5：允许工作，低态时封锁输出，电源不分闸。 C8：电流控制方式（C9）与速度控制方式选择。 C9：24V电源，最大输出电流50mA。 D1、D2：励磁外部电源输入。
直流调速系统原理及应用
讲师：袁宗辉
1
目录
一、直流电机原理与调速方式 二、直流调速器基础知识 三、欧陆590C调速器介绍与控制方式 四、欧陆590C调速器实践应用
2
一、直流电机原理与调速方式
直流电机分类：（按励磁方式）
1、他励电动机
2、并励电动机
3、串励电动机 4、复励电动机
+
Uf If
_
+
M Ia U
6
二、直流调速器基础知识
（直流调速系统是通过改变电动机电枢电压的 大小来实现调速的。）
根据可调电枢电压ห้องสมุดไป่ตู้方法不同分类： 1、G-M调速系统。 2、V-M调速系统。 3、PWM调速系统。
7
二、直流调速器基础知识
V-M调速系统:用晶体管触发整流电路实现电枢 电压可调，从而达到改变电机转速的目的。
8
二、直流调速器基础知识