材料成形及控制恒值控制系统分析.pdfVIP

第三章 材料成形及控制 第三章 材料成形及控制 中恒值控制系统分析 中恒值控制系统分析 第一节 概述 第一节 概述 一．材料成形及恒值控制系统的常用类型 恒值控制系统是指自控系统的被控制量保 持恒值或基本恒定输出的系统。在该系统中， 输入信号所保持的恒定值即为给定值，它和被 调量所要求的值是对应的。恒值控制系统的任 务就是克服各种对系统的干扰因素，维持系统 输出的被控制量为一定的数值。 材料成形及控制四大工艺（焊接、铸造、 锻压和热处理）所包的专业学科内容十分广 泛，但从常用恒值自动控制系统的组成、控制 系统中的控制对象和执行机构看，恒值自控系 统常用类型如下： 恒温控制系统 恒压、恒流控制系统 恒速控制系统 电弧弧长恒值控制系统 各种激光器激励电源恒压、恒流控制系统 附：晶闸管简介 附：晶闸管简介 ①晶闸管（也称可控硅）的结构及符号为 其中 A – 为阳极 K – 为阴极 G– 为控制极， 是一种大功率的功率放大倍数很高的半导体器件。 ②晶闸管的导通条件：a. 阳— 阴极之间加上一 晶闸管的导通条件： 定大小的正向电压；b. 控制极— 阴极之间加正 向触发电压。 ③晶闸管的关断条件：a. 主回路电压（或电流） 晶闸管的关断条件： 减小到零（实际上是维持电流）；b. 在阳极— 阴极之间加一反向电压。 ④单相桥式半控整流电路 ④单相桥式半控整流电路 加入控制电压u 使T开始导通的角度α称为控 g 制角，θ= π－α称为导通角，如前图所示。改 变加入触发脉冲的时刻以改变控制角α，称为“触 发脉冲的移相”。控制角α的变化范围称为移相范 围。在单相桥式可控整流电路中，晶闸管的移相 范围是0～ π。当α=0时，导通角θ =π，称为 max 全导通。 由此可见，改变加入触发脉冲的时刻，就 可改变晶闸管T的导通角θ，使负载上得到的 电压平均值也随之改变，从而达到可控整流的 目的。经计算，输出平均电压值 V =0.9u (1+cosα)/2。 L 2 二. 材料成形及控制恒值控制系 统的特点 对象的物理现象十分复杂，变化因素多； 同一控制对象可有不同的被控制量输出。 第二节 直流电动机恒速控制系统 直流电动机是材料成形及控制工程中应 用最广泛的驱动装置，而直流电动机恒速控 制系统则是材料成形及自动控制设备的重点 研究对象。 U I R − a a n K Φ E 在直流电动机恒速控制系统中，最常用的就是晶闸 管调速系统。而在晶闸管调速系统中，电动机是控制对 象，转速n是被调量。 在调速系统中一般采用反馈控制。 在晶闸管调速 系统中，存在几种不同的反馈方式： 转速负反馈； 电压负反馈； 电流正反馈。 由于采用了转速负反馈，所以不论扰动的来 源是什么（例如负载的变化、电源电压的变化、 励磁电流的变化等），只要引起被调量转速的变 化，都可