机电传动第3讲浅析.ppt

转速控制的要求和调速指标 开环调速系统及其存在的问题 闭环调速系统的组成及其静特性 开环系统特性和闭环系统特性的关系 反馈控制规律 反馈控制闭环调速系统的稳态参数计算 限流保护——电流截止负反馈;1.4.1转速控制的要求和调速指标;①调速范围（D ）： 在额定负载条件下 （1-31） 对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可用实际负载时的转速计算D。在设计调速系统时，通常视nmax为电动机的额定转速nN 。; ;0;例如：在1000r/min时降落10r/min，只占1%；在100r/min时同样降落10r/min，就占10%；如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占100%，这时电动机已经停止转动，转速全部降落完了。;调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的，必须同时提才有意义。 在调速过程中，若转速降落为DnN相同，则转速越低时，静差率越大，如果低速时的静差率能满足设计要求，则高速时的静差率就更能满足要求。 调速系统的静差率指标应以最低速时（此时为电动机最困难的时候）所能达到的数值为准。; 设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为DnN，由前面分析可知;对于同一个调速系统， DnN 值一定，由式（1-34）可见，如果对静差率要求越严，即S 减小，则D 减小； S 增大，则D 增大 ;例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为，额定速降 DnN = 115r/min，当要求静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？;解 要求30%时，调速范围为 若要求20%，则调速范围只有 若调速范围达到10，则静差率只能是 ;1、转速开环控制系统（V-M系统）;2、V-M系统转速开环控制过程;当出现扰动时，如负载发生变化 问题：没有人干预的情况下输出量不能按照输入量所期望的状态去工作，即不能得到期望的转速。;4、解决方法;1、系统组成; UPE的组成; 目前，组成UPE的电力电子器件有如下几种选择方案： 对于中、小容量系统，多采用由IGBT或P-MOSFET组成的PWM变换器； 对于较大容量的系统，可采用其他电力电子开关器件，如GTO、IGCT等； 对于特大容量的系统，则常用晶闸管触发与整流装置。;2、调节过程分析;静特性：闭环调速系统电动机转速与负载电流或转矩之间的稳态关系。可表示为 n=f(Id) 或n=f(TL) 形式上类似开环机械特性，但本质上却有很大不同，故定名为“静特性”，以示区别。;为了突出主要矛盾，对系统先作如下的假定： （1）忽略各种非线性因素，假定系统中各环节的输入输出关系都是线性的，或者只取其线性工作段； （2）忽略控制电源和电位器的内阻。 ;（1）根据闭环系统中各环节的稳态关系来推导静特性方程; 从上述五个关系式中消去中间变量，整理后，即得转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式 （1-35） 式中 闭环系统的开环放大系数K为 ;Kp; 图中各方块内的符号代表该环节的放大系数。 将给定量和扰动量看成两个独立的输入量，先按它们分别作用下的系统求出各自的输出与输入关系式，;b）只考虑给定作用时的闭环系统; 由于已认为系统是线性的，可以把二者叠加起来，即得系统的静特性方程式 （1-35）;1.4.4 开环系统机械特性和闭环系统静特性 的关系;不难得出以下的论断：;（2）闭环系统的静差率比开环系统要小得多。 当 n0op =n0cl 时 （1-39）;（3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。 如果电动机的最高转速都是nmax；而对最低速静差率的要求相同，那么： 开环时，