61331自動化專業(yè)英語教程王宏文電子課件于p1u5教學(xué)

1、自動化專業(yè)英語教程教學(xué)課件August 18, 2018Email : 聯(lián)系人：王宏文P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類A 直流電機(jī)分類1. 課文內(nèi)容簡介：主要介紹專業(yè)課電機(jī)與拖動中永磁直流電機(jī)、串勵式直流電動機(jī)、并勵式直流電動機(jī)、復(fù)勵式直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和適用場合、速度-轉(zhuǎn)矩特性等內(nèi)容。2. 溫習(xí)電機(jī)與拖動中講述直流電機(jī)的相關(guān)內(nèi)容。3. 生詞與短語commercially adv. 工業(yè)地，商業(yè)地permanent-magnet DC motor 永磁直流電動機(jī)series-wound DC motor 串勵直流電動機(jī)shunt-wo

2、und DC motor 并勵直流電動機(jī)compound-wound DC motor 復(fù)勵直流電動機(jī)counterpart n. 對應(yīng)物，配對物P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類brush n. 電刷commutator n. 換向器，整流器assembly n. 裝置，構(gòu)件stator n. 定子rotor n. 轉(zhuǎn)子alnico n. 鋁鎳鈷合金，鋁鎳鈷永磁合金ceramic adj. 陶瓷的horsepower n. 馬力，功率frame n. 機(jī)殼，機(jī)座demagnetization n. 去磁，退磁 flux n. 磁通mech

3、anical power 機(jī)械功率P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類shaft n. 轉(zhuǎn)軸field winding n. 勵磁繞組turn n. 匝數(shù)rheostat n. 變阻器cumulative adj. 累積的differential adj. 差的，差別的 4.難句翻譯 1 Each of these motors has different characteristics due to its basic circuit arrangement and physical properties.每種類型的電動機(jī)由于其基本電路的不

4、同而具有不同的特征和物理特性。P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類2 The only difference, in most cases, is that the generator acts as a voltage source while the motor functions as a mechanical power conversion device.很多情況下，二者的唯一區(qū)別在于發(fā)電機(jī)常作為電壓源，而電動機(jī)常作為機(jī)械能轉(zhuǎn)換裝置。3 A decrease in field current reduces the strength

5、 of the electromagnetic field. When the field flux is decreased, the armature will rotate faster, due to reduced magnetic-field interaction.勵磁電流的減小會使磁場減弱。當(dāng)磁通減少時，轉(zhuǎn)子會由于與減弱的磁場相互作用而加速旋轉(zhuǎn)。P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類5.參考譯文A 直流電機(jī)分類 現(xiàn)在可以買到的直流電機(jī)基本上有四種：永磁直流電機(jī)，串勵直流電機(jī)，并勵直流電機(jī)，復(fù)勵直流電機(jī)。每種類型的電動機(jī)由于其基本

6、電路和物理特性的不同而具有不同的機(jī)械特性。永磁直流電機(jī) 永磁直流電機(jī)，如圖1-5A-1所示，是用與直流發(fā)電機(jī)同樣的方法建造的。永磁直流電機(jī)用于低轉(zhuǎn)矩場合。當(dāng)使用這種電機(jī)時，直流電源與電樞導(dǎo)體通過電刷/換向器裝置直接連接。磁場由安裝在定子上的永磁磁鐵產(chǎn)生。永磁磁鐵電機(jī)的轉(zhuǎn)子是繞線式電樞。 P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類a) 實物電路圖b) 原理圖圖 1-5A-1 永磁直流電機(jī)DCsource M- -a)b)DCsourcePermanent-magnetpolesArmP1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課

7、文A 直流電機(jī)的分類 這種電機(jī)通常使用鋁鎳鈷永磁合金或陶瓷永磁磁鐵而不是勵磁線圈。鋁鎳鈷永磁合金用于大功率電機(jī)。陶瓷永磁磁鐵通常用于小功率、低速電機(jī)。陶瓷永磁磁鐵抗退磁性能高， 但它產(chǎn)生的磁通量較低。磁鐵通常安裝在電機(jī)外殼里邊，在安裝電樞前將其磁化。 永磁電機(jī)相對于常規(guī)直流電機(jī)有幾個優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)之一是減少了運(yùn)行損耗。永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性類似于并勵式直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。永磁電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向可通過將電源線反接來實現(xiàn)。串勵式直流電動機(jī) 直流電機(jī)電樞和激磁電路的連接方式確定了直流電機(jī)的基本特性。每一種直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)與其對應(yīng)的直流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)類似。大部分情況下，二者的唯一區(qū)別在于發(fā)電機(jī)常作為電壓源，而電動機(jī)常

8、作為機(jī)械能轉(zhuǎn)換裝置。P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類DCsourceLow-resistancefield winding ArmFieldDCsourcea)b)M- -圖 1-5A-2 串勵式直流電機(jī)a) 實物電路圖b) 原理圖P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類 串勵式直流電動機(jī)，如圖1-5A-2所示，電樞和激磁電路串聯(lián)連接。僅有一個通路供電流從直流電壓源流出。因此，激磁繞組匝數(shù)相對少、導(dǎo)線直徑大，以使激磁繞組阻抗低。電機(jī)軸上負(fù)載的變化引起通過激磁繞組電流的變化。如果機(jī)械負(fù)載增加，

9、電流也增加。增加的電流建立了更強(qiáng)的磁場。當(dāng)負(fù)載從零增加到很大時，串勵式電機(jī)的轉(zhuǎn)速從很高變化到很低。由于大電流可以流過低阻抗的激磁繞組，串勵式電動機(jī)產(chǎn)生一個高轉(zhuǎn)矩輸出。串勵式電動機(jī)用于啟動重負(fù)載，而速度調(diào)節(jié)并不重要的場合。一個典型應(yīng)用是車輛啟動電機(jī)。并勵式直流電動機(jī) 并勵式直流電動機(jī)是最常用的一種直流電機(jī)。如圖1-5A-3所示，并勵式直流電動機(jī)的激磁繞組與電樞繞組并聯(lián)連接。這種直流電機(jī)的激磁繞組匝數(shù)多、導(dǎo)線直徑小，因而阻抗相對比較高。 P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類DCsource圖 1-5A-3 并勵式直流電機(jī) High-resista

10、nce field windingArmDCsource M- -a)b)Fielda) 實物電路圖b) 原理圖P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類 由于激磁繞組是并勵式電動機(jī)電路的高阻抗并聯(lián)通道，流過激磁繞組的電流很小。由于形成激磁繞組的導(dǎo)線的匝數(shù)多，產(chǎn)生的電磁場很強(qiáng)。 并勵式電動機(jī)的大部分電流（大約95%）流過電樞電路。由于電流對磁場強(qiáng)度幾乎沒有什么影響，電機(jī)轉(zhuǎn)速不受負(fù)載電流變化的影響。流過并勵式直流電動機(jī)的電流關(guān)系如下： IL=Ia+If公式中， IL電機(jī)總電流 Ia 電樞電流 If 激磁電流P1U5A Types of DC Moto

11、rs 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類 通過在激磁繞組中串聯(lián)一個可變電阻可以改變激磁電流。由于激磁回路電流小，低功耗可變電阻器可用于改變激磁繞組阻抗，進(jìn)而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。激磁阻抗增加，激磁電流會減少。勵磁電流的減小會使磁場減弱。當(dāng)磁通減少時，轉(zhuǎn)子會由于與減弱的磁場相互作用而加速旋轉(zhuǎn)。因此使用勵磁變阻器，并勵式直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速很容易調(diào)節(jié)。 并勵式直流電動機(jī)具有優(yōu)良的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能。當(dāng)負(fù)載增加時，由于增加了電樞繞組上的壓降，轉(zhuǎn)速稍微有一點(diǎn)降低。由于它的優(yōu)良的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)特性和轉(zhuǎn)速控制的簡易性，并勵式直流電動機(jī)通常用于工業(yè)場合。許多種可調(diào)速機(jī)床由并勵式直流電動機(jī)驅(qū)動。 P1U5A Types of D

12、C Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類復(fù)勵式直流電動機(jī) 圖1-5A-4所示的復(fù)勵式直流電動機(jī)有兩個激磁繞組，一個與電樞繞組串聯(lián)，一個與電樞繞組并聯(lián)。這種電機(jī)綜合了串勵式電機(jī)和并勵式電機(jī)的預(yù)期特性。復(fù)勵式電動機(jī)有兩種連接方法：累加與差動。累加復(fù)勵式直流電動機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián)繞組的激磁方向一致。差動直流電動機(jī)的串聯(lián)和并聯(lián)繞組的激磁方向相反。串聯(lián)繞組的連接方法有兩種。一種方法稱為短并聯(lián)（見圖1-5A-4），這種方法是將并聯(lián)繞組跨接在電樞繞組兩端。長并聯(lián)方法是將并聯(lián)繞組跨接在電樞繞組和串聯(lián)繞組的兩端（見圖1-5A-4）。 復(fù)勵式電機(jī)具有類似于串勵式電機(jī)的高轉(zhuǎn)矩，同時也具有類似于復(fù)勵式電機(jī)

13、的優(yōu)良的速度調(diào)節(jié)。因此，當(dāng)既需要良好的轉(zhuǎn)矩特性又需要良好的速度調(diào)節(jié)時可采用復(fù)勵式直流電動機(jī)。復(fù)勵式直流電動機(jī)的一個主要缺點(diǎn)是價格貴。 P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類Low-resistance series-field windingsHigh-resistance shunt field windingsa) 實物電路圖Series fieldShuntfieldM- -DCsourceLong shuntM- -ShuntfieldSeries fieldShort shuntb) 原理圖圖 1-5A-4 復(fù)勵式直流電機(jī)Arma)

14、b) P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類直流電機(jī)速度-轉(zhuǎn)矩特性 在許多應(yīng)用場合，直流電機(jī)用于驅(qū)動機(jī)械負(fù)載。某些應(yīng)用場合要求電機(jī)驅(qū)動的機(jī)械負(fù)載變化時，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持恒定。另一方面，某些應(yīng)用場合要求調(diào)速范圍寬。想把直流電機(jī)用于特定場合的工程師必須了解電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度之間的關(guān)系。 首先我們討論并勵式電機(jī)，再把這種方法用于其它電機(jī)。為此，兩個相關(guān)的公式是轉(zhuǎn)矩和電流公式。 由此可得:P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類CumulativelycompoundedSeriesShunt100Toqu

15、e (% rated)圖 1-5A-5 直流電機(jī)典型機(jī)械特性曲線140120100806040200Speed (% rated)P1U5A Types of DC Motors 第一部分第五單元課文A 直流電機(jī)的分類 圖1-5A-5給出了并勵式、累加復(fù)勵式和串勵式電機(jī)轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性的一般曲線。為便于比較，三條曲線都通過額定轉(zhuǎn)矩和額定轉(zhuǎn)速這個公共點(diǎn)。公式中的兩個變量是轉(zhuǎn)速n 和電樞電流Ia。在電機(jī)輸出額定轉(zhuǎn)矩時，電樞電流輸出的是額定電樞電流，轉(zhuǎn)速輸出的是額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為零時，電樞電流變得相對較小，使轉(zhuǎn)速n 的分子項變得較大。這導(dǎo)致轉(zhuǎn)速上升。轉(zhuǎn)速增加的范圍取決于電樞電路壓降的大小與電樞端電

16、壓的比值。P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制B 直流傳動的閉環(huán)控制1. 課文內(nèi)容簡介：主要介紹專業(yè)課電力拖動自動控制系統(tǒng)中電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)過程、特點(diǎn)和適用場合等內(nèi)容。2. 溫習(xí)電力拖動自動控制系統(tǒng)中講述雙閉環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。3. 生詞與短語scheme n. 方法，形式，示意圖proportional to 與成正比的sensor n. 傳感器filter v. 濾波ripple n. 波紋，波動firing angle 觸發(fā)角damping n. 阻尼；adj. 阻尼

17、的steady-state 穩(wěn)態(tài)P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制preventfrom doing 使不threshold n. 閾override v., n. 超過，壓倒converter n. 逆變器，整流器accelerate v. 加速saturation n. 飽和disturbance n. 擾動，干擾transient adj. 暫態(tài)的，瞬態(tài)的，過渡的overshoot n. 超調(diào)量deteriorate v. 惡化，變壞sluggish adj. 惰性的，緩慢的oscillatory a

18、dj. 振蕩的tolerant adj. 容許的，容忍的at the most 至多 P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制4.難句翻譯1 Any positive speed error, caused by either an increase in the speed command or an increase in the load torque, produces a higher current reference Ia*.由速度給定或負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加所引起的任何正的速度偏差，都會產(chǎn)生更大的參考電流

19、值Ia*。eitheror是連接詞，作“或或”、“是是”、“不是就是”講。2 The speed error is corrected at the maximum permissible armature current until the speed error es small and the current limiter comes out of saturation.在最大允許電樞電流下糾正速度偏差，直到速度偏差減小且限流裝置退出飽和狀態(tài)。當(dāng)主句為肯定句時，until可譯為“到為止”；當(dāng)主句為否定句時，until的含義是“直到才”。 P1U5B Closed-loop Contro

20、l of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制5.參考譯文B 直流傳動的閉環(huán)控制 應(yīng)用限流控制，也稱為并聯(lián)電流控制的閉環(huán)速度控制系統(tǒng)的基本示意圖如圖1-5B-1所示。m* 為速度參考值。正比于電機(jī)速度的信號可從速度傳感器獲得。速度傳感器的輸出濾除交流波，并與速度參考值比較，速度誤差被速度控制器處理，速度控制器的輸出uc 調(diào)整整流器的觸發(fā)角，以使實際的速度接近于參考速度。速度控制器通常是PI (比例積分)控制器，具有三種作用 穩(wěn)定驅(qū)動，調(diào)整阻尼比到期望值；通過積分作用，使穩(wěn)態(tài)速度誤差接近于零；還是由于積分作用，可濾除噪音。傳動裝置采用限流控制，其目的在于防止電流超出安

21、全值。只要IAIx，其Ix 是IA 的最大允許值，電流控制回路并不影響驅(qū)動。 P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制圖 1-5B-1 限流控制的傳動裝置P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制 如果 IA 超出 Ix，哪怕一點(diǎn)點(diǎn)，閾值電路也會產(chǎn)生一個大的輸出信號，電流環(huán)代替速度環(huán)起主要調(diào)節(jié)作用，電樞電流等于電機(jī)所允許的最大電流，并在此恒定電流下對速度誤差進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)速度接近于期望值時，IA 下降到Ix以下， 電流控制失效，速度控制

22、接替。因此，在此示意圖中，在任意給定時間，傳動裝置主要由速度控制回路或電流控制回路控制，所以，也叫并聯(lián)電流控制。 閉環(huán)速度控制的另一種示意圖如圖1-5B-2所示。 在外環(huán)速度回路中采用內(nèi)環(huán)電流控制回路。速度控制器的輸出ec 用于電流控制器，為內(nèi)環(huán)電流控制回路設(shè)置電流參考值Ia* 。電流控制器的輸出uc 調(diào)整逆變器的觸發(fā)角，以便使實際速度達(dá)到速度給定值m*所設(shè)置的值。P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制圖1-5B-2 內(nèi)環(huán)電流控制回路的傳動裝置P1U5B Closed-loop Control of DC Dr

23、ivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制 由速度給定或負(fù)載轉(zhuǎn)矩的增加所引起的任何正的速度偏差，都會產(chǎn)生更大的參考電流值Ia* 。由于Ia 增加，電機(jī)加速，以調(diào)整速度誤差，最終停留在新的Ia*值上，使電機(jī)轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相同，速度誤差接近于零。對于任何大的正的速度誤差，限流裝置飽和，且電流參考值Ia* 限制為Iam*，傳動裝置的電流不允許超過最大允許值。在最大允許電樞電流下糾正速度誤差，直到速度偏差減小且限流裝置退出飽和狀態(tài)?，F(xiàn)在，速度誤差在Ia小于最大允許電流值的情況下進(jìn)糾正。 負(fù)的速度誤差將設(shè)置負(fù)的電流參考值Ia* 。因為電機(jī)電流不能反向，負(fù)的Ia*是沒用的。然而，它將“掌管”P

24、I控制器。當(dāng)速度誤差變正時，“被掌管”的PI控制器將花費(fèi)較長時間響應(yīng)，造成控制中不必要的延遲。因此，對于負(fù)的速度誤差，限流器的電流給定值被設(shè)為零。 P1U5B Closed-loop Control of DC Drivers 第一部分第五單元課文B 直流傳動的閉環(huán)控制 因為速度控制回路和電流控制回路串聯(lián)，因此內(nèi)環(huán)電流控制也被稱為串聯(lián)控制。整體也被稱為電流操縱控制。由于具有如下優(yōu)勢，其應(yīng)用比限流控制更為普遍： 1. 對于任何電源電壓擾動，提供更快的響應(yīng)。這可通過考慮兩個傳動裝置對于電源電壓降低的響應(yīng)來解釋。電源電壓的降低將減少電機(jī)電流和轉(zhuǎn)矩。在限流控制中，由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩小于未改變的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，速度下降，造成的速度誤差通過設(shè)置較小的整流器觸發(fā)角達(dá)到原值。在內(nèi)環(huán)電流控制的情況下，由于電源電壓的降低