機(jī)械專業(yè)外文翻譯----直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制-資料下載頁
2025-05-12 00:26本頁面
【導(dǎo)讀】steady-stateoperation.(3)Dynamicbraking.speeddrives.
【正文】 大 U或減小 Φ 。 關(guān)鍵詞 直流調(diào)速 反饋 制動(dòng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng) 調(diào)節(jié)系統(tǒng)是一類通常能提供穩(wěn)定輸出功率的系統(tǒng)。 例如，電機(jī)速度調(diào)節(jié)器要能在負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)仍能保持電機(jī)轉(zhuǎn)速為恒定值。即使負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零，電機(jī)也必須提供足夠的轉(zhuǎn)矩來克服軸承的粘滯摩擦影響。其他類型的調(diào)節(jié)器也提供輸出功率，溫度調(diào)節(jié)器必須保持爐內(nèi)的溫度恒定，也就是說，即使?fàn)t內(nèi)的溫度散失也必須保持爐溫不變。一個(gè)電壓調(diào)節(jié)其也必須保持負(fù)載電流值變化時(shí)輸出電壓值恒定。對于任何一個(gè)提供一個(gè)輸出，例如，速度、溫度、電壓等的系統(tǒng)， 在穩(wěn)態(tài)下必須存在一個(gè)誤差信號。 電氣制動(dòng) 在許多速度控制系統(tǒng)中，例如軋鋼機(jī)、礦坑卷揚(yáng)機(jī)等這些負(fù)載要求頻繁地停頓和反向運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。隨著減速要求，速度減小的比率取決于存儲(chǔ)的能量和所使用的制動(dòng)系統(tǒng)。一個(gè)小型速度控制系統(tǒng)（例如所知的伺服積分器）可以采用機(jī)械制動(dòng)，但這對大型速度控制器并不可行，因?yàn)樯岷茈y而且很昂貴。 可行的各種電氣制動(dòng)方法有： （ 1） 回饋制動(dòng)。 （ 2） 渦流制動(dòng)。 （ 3） 能耗制動(dòng) （ 4） 反接制動(dòng) 回饋制動(dòng)雖然并不一定是 最經(jīng)濟(jì)的方式，但卻是最好的方式。負(fù)載中存儲(chǔ)的能量通過工作電機(jī)（暫時(shí)以發(fā)電機(jī)模式運(yùn)行）被轉(zhuǎn)化成電能并返回到電源系統(tǒng)中。這樣電源就充當(dāng)了一個(gè)收容不想要的能量的角色。假如電源系統(tǒng)具有足夠的容量，在短時(shí)回饋過程中最終引起的端電壓升高會(huì)很少。在直流電機(jī)速度控制渥特勒奧那多法中，回饋制動(dòng)是固有的，但可控硅傳動(dòng)裝置必須被排布的可以反饋。如果轉(zhuǎn)軸速度快于旋轉(zhuǎn)磁場的速度，感應(yīng)電機(jī)傳動(dòng)裝置可以反饋。由晶閘管換流器而來的廉價(jià)變頻電源的出現(xiàn)在變速裝置感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用中引起了巨大的變化。 渦流制動(dòng)可用于任何機(jī)器，只要在軸上安裝一個(gè)銅條 或鋁盤并在磁場中旋轉(zhuǎn)它即可。在大型系統(tǒng)中，散熱問題是很重要的，因?yàn)槿绻L時(shí)間制動(dòng)，軸、軸承和電機(jī)的溫度就會(huì)升高。 在能耗制動(dòng)中，存儲(chǔ)的能量消耗在回路電阻器上。用在小型直流電機(jī)上時(shí)，電樞供電被斷開，接入一個(gè)電阻器（通常是一個(gè)繼電器、接觸器或晶閘管）。保持磁場電壓，施加制動(dòng)降到最低速。感應(yīng)電機(jī)要求稍微復(fù)雜一點(diǎn)的排布，定子繞組被從交流電源上斷開，接到直流電源上。產(chǎn)生的電能繼而消耗在轉(zhuǎn)子回路中。能耗制動(dòng)應(yīng)用在許多大型交流升降系統(tǒng)中，制動(dòng)的職責(zé)是反向和延長。 任何電機(jī)都可以通過突然反接電源以提供反向的旋轉(zhuǎn)方向（反接制 動(dòng)）來停機(jī)。在可控情況下，這種制動(dòng)方法對所傳動(dòng)裝置都是使用的。它主要的缺點(diǎn)就是當(dāng)制動(dòng)等于負(fù)載存儲(chǔ)的能量時(shí)，電能被機(jī)器消耗了。這在大型裝置中就大大增加了運(yùn)行成本。 直流電機(jī)速度控制 所有 直流電機(jī)速度控制的基本關(guān)系都可由下式得出： ???E aaRIEU ?? 各項(xiàng)就是她們通常所指的含義。如果 IaRa 很小，等式近似為 ???U 或??U? 。這樣，控制電樞電壓和磁通就可影響電機(jī) 轉(zhuǎn)速。要將轉(zhuǎn)速降為零，或者 U=0 或 Φ =∞ 。后者是不可能的，因此只可通過電樞電壓的變化來降低轉(zhuǎn)速。要將轉(zhuǎn)速增加到較高值，可以增大 U 或減小 Φ 。后者是最可行的方法，就是我們通常所知道的弱磁場。在要求速度調(diào)節(jié)范圍寬的場合可綜合使用這兩種方法。 使用晶閘管的單向速度控制系統(tǒng) 一個(gè) 單相晶閘管逆變器系統(tǒng)如圖 1所示。讀者應(yīng)該先忽略整流器 BR2和它的相關(guān)電路（包括交流回路中的電阻器 R），因?yàn)檫@部分只有在具有保護(hù)功能時(shí)才需要，將在下一節(jié)介紹。 圖 1 單向晶閘管逆變器系統(tǒng) 因?yàn)樵撾娐肥且粋€(gè)單向轉(zhuǎn)換器，只能在一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向控制電 機(jī)軸（系統(tǒng)的輸出）的速度。而且，回饋制動(dòng)不能用于電機(jī)；在這種系統(tǒng)類型中，電機(jī)電樞可以通過電氣制動(dòng)靜止（例如，當(dāng)晶閘管門極脈沖反向時(shí)，電阻可通過一個(gè)繼電器或其他裝置連接到電樞上）。 整流器 BR1 給并聯(lián)勵(lì)磁繞組提供一個(gè)穩(wěn)定電壓，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁通。電樞電流由一個(gè)晶閘管控制，該晶閘管又由加在它們極上的脈沖控制。脈沖正向時(shí)（減小起動(dòng)延時(shí)角）電樞轉(zhuǎn)速增加，門極脈沖反相時(shí)電樞轉(zhuǎn)速減小。 速度參考信號可從人工操作的電位器（如圖 1 右側(cè)所示）上獲得，反饋信號或輸出轉(zhuǎn)速信號可從連接在電樞上的電阻器鏈 21RR 上獲得。（嚴(yán)格的講，圖 1系統(tǒng)中反饋信號只有當(dāng)電樞電組的壓降 aaRI 很小時(shí)，才與軸轉(zhuǎn)速成正比的電樞電壓成正比。用于補(bǔ)償 IaRa 壓降的方法將在閱讀材料中討論。）因?yàn)殡姌须妷菏菑囊粋€(gè)晶閘管上獲得的，該電壓包括一系列由電容器 C濾波的脈沖。速度參考信號與電樞電壓信號極性相反，以確保施加的都是負(fù)反饋。 直流電機(jī)裝置的一個(gè)特征就是需要供電的負(fù)載時(shí)電阻、電導(dǎo)的混合，并且在圖 1中反電動(dòng)勢二極管 D確保當(dāng)晶閘管陽極電勢低于前面敘述的電樞連接方式的上限時(shí)，晶閘管電流應(yīng)換向?yàn)榱?。?所示拖動(dòng)系統(tǒng)中，當(dāng)晶閘管處于斷開狀態(tài)時(shí)，其陽極電勢等于電機(jī)反電動(dòng)勢。只有在瞬時(shí)電源電壓大于反向電勢的間隔時(shí)它才會(huì)導(dǎo)通。圖 2所示的檢測表明電機(jī)運(yùn)行時(shí)晶閘管上峰值反向電壓大于峰值正向電壓。如圖所示，在晶閘管上串聯(lián)一個(gè)二級管，電路的反向關(guān)斷能力就會(huì)增強(qiáng)，所以允許使用低壓晶閘管。 圖 2晶閘管對電機(jī)反電動(dòng)勢的影響 圖 3 電樞電壓波形 圖 2 所示的波形是理想的波形，因?yàn)楹雎粤穗姌须姼?、換向器紋波等因素的影響。典型的電樞電壓波形如圖 3所示。在該波形中，晶閘管在 A點(diǎn)觸發(fā)，一直到 B 點(diǎn)電源電壓低于電樞反電動(dòng)勢時(shí)導(dǎo)通。電樞電 感的作用使晶閘管保持到 C點(diǎn)飛輪二極管使電樞電壓反向之前導(dǎo)通。當(dāng)電感能量消失（ D 點(diǎn)），電樞電流為零，電壓恢復(fù)到它的正常水平，這個(gè)暫態(tài)過程最后穩(wěn)定在 E 點(diǎn)。點(diǎn) E、 F 之前的紋波是由換向器引起的紋波。
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