电力拖动自动控制系统

1、电力拖动自动控制系统 运动控制系统考核方法采用N+2考核：期末考试（40）笔记（10%）实验（20%）+平时考试（15）课程综述（10）课堂提问（5%）课后作业应按要求时间交（即布置后一周内），否则总分每次扣去1分课堂提问时若不在，且无正当理由，该次按0分计，若累积三次禁止参加期末考试平时考试共3次期末成绩60+总评60=通过电力拖动自动控制系统 运动控制系统第1章 绪论第一讲内 容 提 要运动控制系统及其组成运动控制系统的历史与发展运动控制系统转矩控制规律生产机械的负载转矩特性1.1运动控制系统及其组成电力拖动：电力拖动自动控制系统1.1运动控制系统及其组成 以电动机为控制对象，采用电力电子

2、功率变换装置构成驱动，综合应用计算机控制、自动控制理论、信号检测与处理等相关理论和技术，构筑相应的控制系统，通过控制电动机的转矩、转速和转角，实现对运动机械进行运动位置、运动速度、运动轨迹和各种运动参数实时的控制和管理1.1运动控制系统及其组成图1-1运动控制及其相关学科1.1 运动控制系统及其组成 图1-2 运动控制系统及其组成运动控制系统的控制对象电动机按工作电源分类 直流电动机和交流电动机按结构和工作原理分 直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机按用途分 驱动用电动机和控制用电动机按转子结构分 鼠笼型电动机和绕线式电动机运动控制系统的控制对象电动机电动机比较 直流电动机：结构复杂，制

3、造成本高，电刷和换向器限制了它的转速与容量 交流异步电动机：结构简单，制造容易，无须机械换向器，其允许转速与容量均大于直流电动机 交流同步电动机：转速等于同步转速，机械特性硬，功率因数可调。运动控制系统的功率放大与变换装置电机型、电磁型、电力电子型等电力电子型功率放大与变换装置发展趋势 半控型全控型具有复合功能的功率模块； 低频开关高频开关； 目前流行型式第二代第一代第三代分立器件 运动控制系统的控制器种类 三种模拟控制器：运算放大器+其他电气元件物理概念清晰、控制信号流向直观控制规律体现在硬件电路上线路复杂、通用性差控制效果受到器件性能、温度等因素的影响数字控制器 以微处理器为核心 硬件电路

4、标准化程度高运动控制系统的控制器 控制规律体现在软件上，修改灵活方便拥有信息存储、数据通信和故障诊断等功能比较 模拟控制器：并行运算，滞后时间小 数字控制器：指令顺序执行，滞后时间大模数混合控制器 运动控制系统的信号检测与处理信号检测信号转换信号处理信号检测：传感器 电压、电流、转速和位置等信号信号转换 电压匹配、极性转换、脉冲整形等 数字量数据处理 信号滤波 模拟滤波电路 模拟滤波电路+数字滤波 数字控制系统数字控制系统运动控制技术主要研究内容运动控制系统结构控制对象模型建立基本控制原理系统设计方法系统性能分析等运动控制系统举例轧钢厂的连轧机造纸厂的纸机纺织机械机器人雷达运动控制系统分类按生

5、产机械工艺分随动系统（伺服系统）和调速系统按电动机类型分直流调速系统和交流调速系统按控制结构分开环和闭环运动控制系统分类举例调速系统Speed governing system 应用领域广泛： 生活 ：居民小区、商业、学校、医院、宾馆等处的冷 /热水泵、电梯、中央空调、锅炉系统电力拖动控制系统的种类发电厂 ：锅炉送风机 /引风机/排粉风机、给水泵、循环水泵、凝结泵、灰浆泵、冷却水泵、卸/输煤设备、磨煤机、给煤机、给粉机、排粉机煤矿 ：矿井抽风机、空压机、绞车、皮带机、水泵、锅炉系统冶金钢铁 ：高炉鼓风机、冷却泵、除尘风机、引风机、氧枪泵、圆盘给料机、烧结机、连轧 /连铸机、上料卷扬系统、冲渣泵

6、、铸铁机、锅炉系统港口 ：起重设备、装载设备、输送设备、除尘设备、风机、水泵、锅炉系统电力拖动控制系统的种类水泥、建材 ：回转窑尾风机、立窑底萝茨风机、给料机、旋窑拖动、风机、水泵、皮带输送机油田 ：潜油电泵、抽油机、注水泵、输油泵、加压泵中央空调 ：冷水机组、循环水泵、空调主机、冷却水塔、送风机造纸厂 ：纸机分步传动系统、切纸机、纸浆泵、水泵、锅炉系统自来水厂 ：鼓风机、输送水泵、加压泵站污水厂 ：供养鼓风机、排污泵、纺织、化工、印刷等轻工行业 ：压底机、炼胶机、注塑机、空压机、空调系统、水泵、锅炉系统电力拖动控制系统的种类位置随动系统 positional servo system 导弹发

7、射架控制系统，雷达天线控制系统，数控机床等张力控制系统 tension control systems 在造纸、印刷、纺织、食品等工业中，主要应用于对带材和线材生产线中的卷取机和开卷机的控制1.2 运动控制系统的历史与发展19世纪30年代出现了直流电动机电力电子技术和微电子技术带动了新一代交流调速系统的兴起与发展，打破了直流调速系统一统高性能拖动天下的格局。进入21世纪后，用交流调速系统取代直流调速系统已成为不争的事实。1.3 运动控制系统的转矩控制规律 运动控制系统的基本运动方程式阻转矩阻尼系数扭转弹性转矩系数转子机械角速度机械转动惯量转子机械转角忽略阻尼转矩与扭转弹性转矩1.3 运动控制系统的转矩控制规律 工程单位制1.3 运动控制系统的转矩控制规律 转矩控制是运动控制的根本问题 要控制转速和转角，唯一的途径就是控制电动机的电磁转矩，使转速变化率按人们期望的规律变化。 1.4 生产机械的负载转矩特性恒转矩负载恒功率负载风机 泵类负载恒转矩负载 负载转矩的大小恒定，称作恒转矩负载