文档介绍：山东工商学院
电力拖动自动控制系统
课程设计
设计题目:直流调速单片机控制系统设计
院系: 信息与电子工程学院
专业: 电气工程及其自动化
班级: 电气
学号:
姓名:
2011年11月26日
一、直流调速系统的现状与发展趋势 3
二、直流调速系统的组成与工作原理 4
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三、直流调速系统的主电路设计与电路图 6
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六、结束语 9
一、直流调速系统的现状与发展趋势
由于直流电动机具有良好的运动性能和控制特性,且易于大范围内平滑调速。尽管它不如交流电动机那样结构简单、价格便宜、制造方便、维护容易,但是长期以来,直流调速系统一直占据垄断地位。当然,近年来,随着计算机技术、电力电子技术和控制技术的发展,交流调速系统发展快,在许多场合正逐渐取代直流调速系统。但是就目前来看,直流调速系统仍然是自动调速系统的主要形式。在我国许多工业部门,如轧钢、矿山采掘、海洋钻探、金属加工、纺织、造纸以及高层建筑等需要高性能可控电力拖动场合,仍然广泛采用直流调速系统。而且,直流调速系统在理论和实践上都比较成熟,从控制技术角度来看,它又是交流调速系统的基础。因此加强对直流调速系统的发展有利于更进一步发展交流调速系统,促进调速系统的进一步完善。
根据直流电机的工作基本原理,由直流电机的机械特性方程
n=U-IR/KεΦ可知直流调速方法有三种:
(1)改变电枢回路电阻。该方法的优点是系统结构简单;缺点是效率低。因此,该方法适于小功率直流电机、开环控制且仅能有级调速。一般应用于电动玩具中。
(2)改变电动机主磁通。该方法的优点是能够实现平滑调速;缺点是调速范围小而且通常是配合调压调速在基速以上作小范围的升速。现已很少单独使用,通常以非独立控制励磁的方式出现。
(3)调节电枢供电电压U。改变电枢电压主要从额定电压往下降低电枢电压,从电动机额定向下变速,属于恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说,这种方法最好。可调的直流电源有以下三种:①旋转变流机组:用交流电动和直流发电机组成机组以获得可调的流电源。这种方法的优点是可以在许的转矩范围内四象限运行,缺点设备多、体积大、费用高、效率低安装须打地基、运行有噪声、维护不方便,50年代广泛使用,今天很少用。②静止式可控整流器:用静止可控整流器,如晶闸管可控整流器以获得可控直流电压。③直流斩波器和脉宽调制变器:以恒定直流电源供电,用直流波器和脉宽调制变换器获得可控的平电压。
比较上面三种直流调速方法可看出,改变电阻调速缺点很多,目前很少使用,仅在一些起重机、卷扬机及电车等调速性能要求不高或低速运转时间不长的传动系统中采用。弱磁调速范围不大,往往是和调压调速配合使用,做额定转速以上作小范围升速。因此自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主,必要时把调压调速和弱磁调速配合使用。
众所周知,直流调速系统的发展过程是一个从简单到复杂、从开环到闭环、从单环到多环、从单向调速到可逆调速的不断丰富完善的过程。不仅存在从单一调速方式向多种调速方式的纵向发展过程,而且每一种调速系统本身也都在发展完善之中