P1U5教学课件-自动化专业英语教程VIP

自动化专业英语教程,教学课件,August18,2016,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,A直流电机分类1.课文内容简介：主要介绍专业课电机与拖动中永磁直流电机、串励式直流电动机、并励式直流电动机、复励式直流电动机的结构、特点和适用场合、速度-转矩特性等内容。2.温习电机与拖动中讲述直流电机的相关内容。3.生词与短语commerciallyadv.工业地，商业地permanent-magnetDCmotor永磁直流电动机series-woundDCmotor串励直流电动机shunt-woundDCmotor并励直流电动机compound-woundDCmotor复励直流电动机counterpartn.对应物，配对物,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,brushn.电刷commutatorn.换向器，整流器assemblyn.装置，构件statorn.定子rotorn.转子alnicon.铝镍钴合金，铝镍钴永磁合金ceramicadj.陶瓷的horsepowern.马力，功率framen.机壳，机座demagnetizationn.去磁，退磁fluxn.磁通mechanicalpower机械功率,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,shaftn.转轴fieldwindingn.励磁绕组turnn.匝数rheostatn.变阻器cumulativeadj.累积的differentialadj.差的，差别的4.难句翻译1Eachofthesemotorshasdifferentcharacteristicsduetoitsbasiccircuitarrangementandphysicalproperties.每种类型的电动机由于其基本电路的不同而具有不同的特征和物理特性。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,2Theonlydifference,inmostcases,isthatthegeneratoractsasavoltagesourcewhilethemotorfunctionsasamechanicalpowerconversiondevice.很多情况下，二者的唯一区别在于发电机常作为电压源，而电动机常作为机械能转换装置。3Adecreaseinfieldcurrentreducesthestrengthoftheelectromagneticfield.Whenthefieldfluxisdecreased,thearmaturewillrotatefaster,duetoreducedmagnetic-fieldinteraction.励磁电流的减小会使磁场减弱。当磁通减少时，转子会由于与减弱的磁场相互作用而加速旋转。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,5.参考译文A直流电机分类现在可以买到的直流电机基本上有四种：永磁直流电机，串励直流电机，并励直流电机，复励直流电机。每种类型的电动机由于其基本电路和物理特性的不同而具有不同的机械特性。永磁直流电机永磁直流电机，如图1-5A-1所示，是用与直流发电机同样的方法建造的。永磁直流电机用于低转矩场合。当使用这种电机时，直流电源与电枢导体通过电刷/换向器装置直接连接。磁场由安装在定子上的永磁磁铁产生。永磁磁铁电机的转子是绕线式电枢。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,这种电机通常使用铝镍钴永磁合金或陶瓷永磁磁铁而不是励磁线圈。铝镍钴永磁合金用于大功率电机。陶瓷永磁磁铁通常用于小功率、低速电机。陶瓷永磁磁铁抗退磁性能高，但它产生的磁通量较低。磁铁通常安装在电机外壳里边，在安装电枢前将其磁化。永磁电机相对于常规直流电机有几个优点。优点之一是减少了运行损耗。永磁电机的转速特性类似于并励式直流电机的转速特性。永磁电机的旋转方向可通过将电源线反接来实现。串励式直流电动机直流电机电枢和激磁电路的连接方式确定了直流电机的基本特性。每一种直流电机的结构与其对应的直流发电机的结构类似。大部分情况下，二者的唯一区别在于发电机常作为电压源，而电动机常作为机械能转换装置。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,串励式直流电动机，如图1-5A-2所示，电枢和激磁电路串联连接。仅有一个通路供电流从直流电压源流出。因此，激磁绕组匝数相对少、导线直径大，以使激磁绕组阻抗低。电机轴上负载的变化引起通过激磁绕组电流的变化。如果机械负载增加，电流也增加。增加的电流建立了更强的磁场。当负载从零增加到很大时，串励式电机的转速从很高变化到很低。由于大电流可以流过低阻抗的激磁绕组，串励式电动机产生一个高转矩输出。串励式电动机用于启动重负载，而速度调节并不重要的场合。一个典型应用是车辆启动电机。并励式直流电动机并励式直流电动机是最常用的一种直流电机。如图1-5A-3所示，并励式直流电动机的激磁绕组与电枢绕组并联连接。这种直流电机的激磁绕组匝数多、导线直径小，因而阻抗相对比较高。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,由于激磁绕组是并励式电动机电路的高阻抗并联通道，流过激磁绕组的电流很小。由于形成激磁绕组的导线的匝数多，产生的电磁场很强。并励式电动机的大部分电流（大约95%）流过电枢电路。由于电流对磁场强度几乎没有什么影响，电机转速不受负载电流变化的影响。流过并励式直流电动机的电流关系如下：IL=Ia+If公式中，IL电机总电流Ia电枢电流If激磁电流,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,通过在激磁绕组中串联一个可变电阻可以改变激磁电流。由于激磁回路电流小，低功耗可变电阻器可用于改变激磁绕组阻抗，进而改变电机转速。激磁阻抗增加，激磁电流会减少。励磁电流的减小会使磁场减弱。当磁通减少时，转子会由于与减弱的磁场相互作用而加速旋转。因此使用励磁变阻器，并励式直流电动机的转速很容易调节。并励式直流电动机具有优良的转速调节功能。当负载增加时，由于增加了电枢绕组上的压降，转速稍微有一点降低。由于它的优良的转速调节特性和转速控制的简易性，并励式直流电动机通常用于工业场合。许多种可调速机床由并励式直流电动机驱动。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,复励式直流电动机图1-5A-4所示的复励式直流电动机有两个激磁绕组，一个与电枢绕组串联，一个与电枢绕组并联。这种电机综合了串励式电机和并励式电机的预期特性。复励式电动机有两种连接方法：累加与差动。累加复励式直流电动机的串联和并联绕组的激磁方向一致。差动直流电动机的串联和并联绕组的激磁方向相反。串联绕组的连接方法有两种。一种方法称为短并联（见图1-5A-4），这种方法是将并联绕组跨接在电枢绕组两端。长并联方法是将并联绕组跨接在电枢绕组和串联绕组的两端（见图1-5A-4）。复励式电机具有类似于串励式电机的高转矩，同时也具有类似于复励式电机的优良的速度调节。因此，当既需要良好的转矩特性又需要良好的速度调节时可采用复励式直流电动机。复励式直流电动机的一个主要缺点是价格贵。,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,直流电机速度-转矩特性在许多应用场合，直流电机用于驱动机械负载。某些应用场合要求电机驱动的机械负载变化时，而电机的转速保持恒定。另一方面，某些应用场合要求调速范围宽。想把直流电机用于特定场合的工程师必须了解电机的转矩和速度之间的关系。首先我们讨论并励式电机，再把这种方法用于其它电机。为此，两个相关的公式是转矩和电流公式。由此可得:,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,P1U5ATypesofDCMotors第一部分第五单元课文A直流电机的分类,图1-5A-5给出了并励式、累加复励式和串励式电机转速-转矩特性的一般曲线。为便于比较，三条曲线都通过额定转矩和额定转速这个公共点。公式中的两个变量是转速n和电枢电流Ia。在电机输出额定转矩时，电枢电流输出的是额定电枢电流，转速输出的是额定转速。当负载转矩为零时，电枢电流变得相对较小，使转速n的分子项变得较大。这导致转速上升。转速增加的范围取决于电枢电路压降的大小与电枢端电压的比值。,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,B直流传动的闭环控制1.课文内容简介：主要介绍专业课电力拖动自动控制系统中电流、转速双闭环直流电机调速系统的动态调节过程、特点和适用场合等内容。2.温习电力拖动自动控制系统中讲述双闭环控制直流调速系统的相关内容。3.生词与短语schemen.方法，形式，示意图proportionalto与成正比的sensorn.传感器filterv.滤波ripplen.波纹，波动firingangle触发角dampingn.阻尼；adj.阻尼的steady-state稳态,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,preventfromdoing使不thresholdn.阈overridev.,n.超过，压倒convertern.逆变器，整流器acceleratev.加速saturationn.饱和disturbancen.扰动，干扰transientadj.暂态的，瞬态的，过渡的overshootn.超调量deterioratev.恶化，变坏sluggishadj.惰性的，缓慢的oscillatoryadj.振荡的tolerantadj.容许的，容忍的atthemost至多,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,4.难句翻译1Anypositivespeederror,causedbyeitheranincreaseinthespeedcommandoranincreaseintheloadtorque,producesahighercurrentreferenceIa*.由速度给定或负载转矩的增加所引起的任何正的速度偏差，都会产生更大的参考电流值Ia*。eitheror是连接词，作“或或”、“是是”、“不是就是”讲。2Thespeederroriscorrectedatthemaximumpermissiblearmaturecurrentuntilthespeederrorbecomessmallandthecurrentlimitercomesoutofsaturation.在最大允许电枢电流下纠正速度偏差，直到速度偏差减小且限流装置退出饱和状态。当主句为肯定句时，until可译为“到为止”；当主句为否定句时，until的含义是“直到才”。,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,5.参考译文B直流传动的闭环控制应用限流控制，也称为并联电流控制的闭环速度控制系统的基本示意图如图1-5B-1所示。m*为速度参考值。正比于电机速度的信号可从速度传感器获得。速度传感器的输出滤除交流波，并与速度参考值比较，速度误差被速度控制器处理，速度控制器的输出uc调整整流器的触发角，以使实际的速度接近于参考速度。速度控制器通常是PI(比例积分)控制器，具有三种作用稳定驱动，调整阻尼比到期望值；通过积分作用，使稳态速度误差接近于零；还是由于积分作用，可滤除噪音。传动装置采用限流控制，其目的在于防止电流超出安全值。只要IAIx，其Ix是IA的最大允许值，电流控制回路并不影响驱动。,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,图1-5B-1限流控制的传动装置,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,如果IA超出Ix，哪怕一点点，阈值电路也会产生一个大的输出信号，电流环代替速度环起主要调节作用，电枢电流等于电机所允许的最大电流，并在此恒定电流下对速度误差进行调整。当速度接近于期望值时，IA下降到Ix以下，电流控制失效，速度控制接替。因此，在此示意图中，在任意给定时间，传动装置主要由速度控制回路或电流控制回路控制，所以，也叫并联电流控制。闭环速度控制的另一种示意图如图1-5B-2所示。在外环速度回路中采用内环电流控制回路。速度控制器的输出ec用于电流控制器，为内环电流控制回路设置电流参考值Ia*。电流控制器的输出uc调整逆变器的触发角，以便使实际速度达到速度给定值m*所设置的值。,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,图1-5B-2内环电流控制回路的传动装置,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,由速度给定或负载转矩的增加所引起的任何正的速度偏差，都会产生更大的参考电流值Ia*。由于Ia增加，电机加速，以调整速度误差，最终停留在新的Ia*值上，使电机转矩与负载转矩相同，速度误差接近于零。对于任何大的正的速度误差，限流装置饱和，且电流参考值Ia*限制为Iam*，传动装置的电流不允许超过最大允许值。在最大允许电枢电流下纠正速度误差，直到速度偏差减小且限流装置退出饱和状态。现在，速度误差在Ia小于最大允许电流值的情况下进纠正。负的速度误差将设置负的电流参考值Ia*。因为电机电流不能反向，负的Ia*是没用的。然而，它将“掌管”PI控制器。当速度误差变正时，“被掌管”的PI控制器将花费较长时间响应，造成控制中不必要的延迟。因此，对于负的速度误差，限流器的电流给定值被设为零。,P1U5BClosed-loopControlofDCDrivers第一部分第五单元课文B直流传动的闭环控制,因为速度控制回路和电流控制回路串联，因此内环电流控制也被称为串联控制。整体也被称为电流操纵控制。由于具有如下优势，其应用比限流控制更为普遍：1.对于任何电源电压扰动，提供更快的响应。这可通过考虑两个传动装置对于电源电压降低的响应来解释。电源电压的降低将减少电机电流和转矩。在限流控制中，由于电机转矩小于未改变的负载转矩，速度下降，造成的速度误差通过设置较小的整流器触发角达到原值。在内环电流控制的情况下，由于电源电压的降低，电机电流的减少将产生电流误差，改变整流器的触发角，使电枢电流返回到原值。现在，暂态响应由电机的电时间常数控制，因为与机械时间常数相比，传动装置的电时间常数要小的多，