《机电控制技术》教学参考讲稿教案-第6章.doc

第6章 控制调速系统
教学要求
了解控制调速系统的分类（直流调速系统和交流调速系统）。直流调速系统中目前使用最多的是晶闸管—电动机直流调速系统。在该调速系统中常用的有单闭环直流调速系统、双闭环直流调速系统和可逆直流调速系统三种。交流调速系统中交流变频调速技术是目前发展最为迅速的传动技术之一。掌握Simulink4.1的软件的系统仿真方法。
教学重点
直流调速系统和交流调速系统。
教学难点
利用Simulink4.1对直流调速系统和交流调速系统进行系统仿真。
课时安排
本章安排4课时。
教学内容
6.1 直流调速系统
6.1.1 直流调速的基本知识
调节电枢供电电压的调速方法和减弱励磁磁通的调速方法，都需要有专门的可控直流电源，常用的可控直流电源有以下三种：
（1）旋转变流机组。用交流电动机和直流发电机组成旋转变流机组，以获得可调的直流电压。
（2）静止可控整流器。用静止可控整流器，如汞弧整流器和晶闸管整流装置，产生可调的直流电压。
（3）直流斩波器或脉宽调制变换器。用恒定直流电源或可控整流电源供电，利用直流斩波器可产生可调的直流平均电压。
6.1.2 晶闸管—电动机直流调速系统
在直流调速系统中，目前使用最多的是晶闸管—电动机直流调速系统，常用的有单闭环直流调速系统、双闭环直流调速系统和可逆直流调速系统三种。
6.1.3 直流脉宽调速系统
PWM调速系统和V-M系统之间的主要区别在于主电路和PWM控制电路。利用IGBT或其他全控型电力电子器件，如GTO、P-MOSFET等，作为开关放大器，其电源为直流固定电压，开关频率也为常值。根据控制信号的大小改变每一个周期的接通和断开时间的长短，即改变接通脉宽，使直流电动机电枢上电压的占空比改变，从而改变其平均值，以完成对电动机转速控制，这种控制技术称为PWM技术。
6.2 交流调速系统
6.2.1 交流异步电动机调压调速系统
交流异步电动机调压调速是指通过改变定子外加电压来改变电磁转矩，从而在一定的输出转矩下达到改变交流异步电动机转速的目的。
交流异步电动机调压调速是一种比较简便的调速方法，其关键是如何获取可调的交流调压电源。为了获得可调的交流调压电源，可采用调压器调压、饱和电抗器调压和晶闸管交流调压器调压。

6.2.2 交流变频调速技术
交流变频调速技术是目前发展最为迅速的传动技术之一。交流变频调速具有一系列的优点，主要体现在以下几个方面：
（1）调速范围宽，可以使普通交流异步电动机实现无级调速。
（2）启动电流小，而启动转矩大。
（3）启动平稳，可消除机械的冲击力，以保护机械设备。
（4）对交流异步电动机具有保护功能，可降低其维修费用。
（5）具有显著的节电效果。
（6）通过调节电压和频率的关系就可方便地实现恒转矩或恒功率调速。
6.3调速系统的MATLAB/Simulink仿真

主要概念
直流调速系统
交流调速系统
MATLAB/Simulink仿真