電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)課件.ppt

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1、第5章電力拖動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)5.1機(jī)床的速度調(diào)節(jié)2轉(zhuǎn)速負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)3電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)5.2直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)5.5直流電機(jī)可逆調(diào)速系統(tǒng)5.6直流電動(dòng)機(jī)的脈寬調(diào)制調(diào)速系統(tǒng)5.7直流調(diào)速的應(yīng)用5.1機(jī)床的速度調(diào)節(jié)5.1.1現(xiàn)代機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)5.1.2現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)5.1.3直流調(diào)速簡(jiǎn)介5.1.4直流調(diào)速的發(fā)展趨勢(shì)調(diào)速系統(tǒng)是現(xiàn)代機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的重要組成部分。機(jī)床拖動(dòng)系統(tǒng)主要有直流拖動(dòng)系統(tǒng)與交流拖動(dòng)系統(tǒng)兩大類，采用直流電動(dòng)機(jī)的稱之為直流拖動(dòng)系統(tǒng)。本章要求在了解自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的組成和調(diào)速性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，掌握自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中各個(gè)基本環(huán)節(jié)，各種反饋環(huán)節(jié)的作用及特點(diǎn)；掌握常用的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)

2、的原理、特點(diǎn)與適用場(chǎng)所，正確選擇和使用直流調(diào)速控制系統(tǒng)。5.1.1現(xiàn)代機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)機(jī)床調(diào)速系統(tǒng)的分類按照調(diào)速裝置的主體，分為機(jī)械調(diào)速與電氣調(diào)速；按照速度是否連續(xù)可調(diào)，分為有級(jí)調(diào)速與無(wú)級(jí)調(diào)速；按照電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源的類型，分為直流調(diào)速與交流調(diào)速等等。⑴機(jī)械有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)在機(jī)械有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)一般采用不調(diào)速的籠型異步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)改變齒輪箱的變速比來(lái)實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)。負(fù)載轉(zhuǎn)矩是通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳到電動(dòng)機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)軸上轉(zhuǎn)矩只是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)比的數(shù)倍，因此可以選擇轉(zhuǎn)矩較小的交流電動(dòng)機(jī)。該調(diào)速方式使機(jī)械系統(tǒng)變得復(fù)雜，影響了機(jī)床的加工精度。在普通的車床、鉆床、銑床等加工精度要求不高的場(chǎng)合，一般采用此類調(diào)速系統(tǒng)。

3、⑵電氣—機(jī)械有級(jí)調(diào)速系統(tǒng)用多速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)代替不能調(diào)速的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，以便簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。多速電動(dòng)機(jī)一般采用雙速電動(dòng)機(jī)，少數(shù)機(jī)床采用三速、四速電動(dòng)機(jī)。中小型鏜床的主拖動(dòng)系統(tǒng)多采用雙速異步電動(dòng)機(jī)。⑶交直流無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)通過(guò)改變電樞電壓（或激磁電流）直接改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)的拖動(dòng)系統(tǒng)。該調(diào)速系統(tǒng)滿足機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均有調(diào)速要求的場(chǎng)合，具有調(diào)速范圍寬、實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)速、調(diào)速精度高、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，還可能取消或大大簡(jiǎn)化電動(dòng)機(jī)與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件之間的齒輪變速箱，簡(jiǎn)化了機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)床的主拖動(dòng)和進(jìn)給拖動(dòng)系統(tǒng)中。5.1.2現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)⑴控制系統(tǒng)的分類①

4、按照有無(wú)反饋測(cè)量裝置，控制系統(tǒng)可以分為開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。②按照閉環(huán)控制系統(tǒng)中控制器結(jié)構(gòu)，可以分為串聯(lián)的反饋控制系統(tǒng)、串并聯(lián)反饋控制系統(tǒng)以及復(fù)合控制系統(tǒng)等。③按照信號(hào)處理技術(shù)，可以分為模擬控制系統(tǒng)和數(shù)字控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)是沒(méi)有輸出反饋的一類控制系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、容易維修以及價(jià)格便宜。主要缺點(diǎn)是精度低，對(duì)環(huán)境變化和干擾十分敏感。閉環(huán)控制系統(tǒng)亦稱為反饋控制系統(tǒng)，采用反饋原理將系統(tǒng)輸出的全部或部分被負(fù)反饋到輸入端。閉環(huán)控制系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)相比，具有精度高，動(dòng)態(tài)性能好，抗干擾能力強(qiáng)等等優(yōu)點(diǎn)。它的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、價(jià)格比較昂貴等。由可編程序控制器（簡(jiǎn)稱PLC）

5、為核心的控制系統(tǒng)稱為PLC的控制系統(tǒng)，采用微處理機(jī)作為控制器的控制系統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)（或微機(jī)）控制系統(tǒng)。⑵幾種常見(jiàn)控制系統(tǒng)的比較①PLC控制系統(tǒng)②微機(jī)控制系統(tǒng)③計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制的比較項(xiàng)目PLC繼電器控制系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)功能用程序可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制用大量繼電器布線邏輯實(shí)現(xiàn)順序控制用程序可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜控制、功能最強(qiáng)改變控制內(nèi)容修改程序較簡(jiǎn)單改變硬件接線邏輯、工作量大修改程序、技術(shù)難度較大可靠性平均無(wú)故障工作時(shí)間長(zhǎng)受機(jī)械觸點(diǎn)壽命限制一般比PLC差工作方式順序掃描順序控制中斷處理、響應(yīng)最快接口直接與生產(chǎn)設(shè)備連接直接與生產(chǎn)設(shè)備連接要設(shè)計(jì)專門的接口環(huán)境適應(yīng)性可適應(yīng)一般工業(yè)

6、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境環(huán)境差，會(huì)降低可靠性和壽命要求有較好的環(huán)境PLC、繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)控制的比較項(xiàng)目PLC繼電器控制系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾性一般不用專門考慮抗干擾問(wèn)題能抗一般電磁干擾要專門設(shè)計(jì)抗干擾措施，否則易受干擾維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)檢查、維修方便定期更換繼電器，維修費(fèi)時(shí)技術(shù)難度較高系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)容易、安裝方便、調(diào)試周期短圖樣多、安裝接線工作量大、調(diào)試周期長(zhǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)較復(fù)雜、調(diào)試難度大、需專門計(jì)算機(jī)知識(shí)通用性較好，適應(yīng)面廣一般是專用要進(jìn)行軟硬件改造才能作其他用硬件成本比微機(jī)系統(tǒng)高少于30個(gè)繼電器的系統(tǒng)成本低一般比PLC低③計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，又稱為“直接數(shù)控系統(tǒng)”。柔

7、性制造系統(tǒng)（FMS）是由一中心計(jì)算機(jī)控制的機(jī)械加工自動(dòng)線，上世紀(jì)90年代后，逐步取代“直接數(shù)控系統(tǒng)”。柔性制造系統(tǒng)加上計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造CAM、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量檢測(cè)CAQ及計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)，將構(gòu)成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS，它是當(dāng)前機(jī)械加工自動(dòng)化發(fā)展的最高形式。5.1.3直流調(diào)速簡(jiǎn)介⑴直流調(diào)速的方法降壓調(diào)速變阻調(diào)速弱磁調(diào)速調(diào)壓調(diào)磁調(diào)速⑵直流調(diào)速的主要性能指標(biāo)穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)主要有靜差