直流速度 2.ppt

第一章 直流调速系统;1-1 直流调速系统的基本概念; 为电源空载电压； 为电动机电枢电压；E为电枢电动势；R为电枢回路总电阻，n 转速，单位r/min；Φ为励磁磁通；Ke为电动机结构决定的电动势系数。;3、直流他励电动机的调速方法 ;工程上，常将调压与调磁相结合，可以扩大调速范围。 ;二、调压调速的关键装置--可控直流电源;1、旋转变流机组----用交流电动机拖动直流发电机，以获得可调的直流电压（G-M系统）。 ;组成：;2、静止可控整流器--利用静止的可控整流器(如晶闸管可控整流器)，获得可调的直流电压。（V-M系统）;晶闸管整流器可以是单相、三相或多相；电路形式可以是半波、全波、半控、全控等类型；;3、直流斩波器和脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不可控整流电源供电，利用直流斩波器或脉宽调制变换器产生可变的平均电压。; VT工作于开关状态。VT通时，U加到M；VT断时，U与M断开，M经VD续流，两端电压接近于零。平均电压可通过改变VT的导通和关断时间来调节，从而调节M的转速。;1、系统组成;3.开环系统机械特性;其中： 为转速降， 越小，机械特性的硬度越大。 取决于电枢回路电阻R及所加的负载大小。;机械特性的近似处理方法：;1-2 单闭环转速负反馈有静差直流调速系统;二、系统的组成及静特性 ;(a)给定环节——产生控制信号：由高精度直流 稳压电源和用于改变控制信号的电位器组成。;(d)速度检测环节 ：测速机反馈线路 求出(反馈系数) ; 单位;(e)直流电动机环节;动态关系： ;;3、闭环系统的机械特性;(2) 闭环系统的机械特性的定量分析 ;②系统中各环节的稳态输入输出关系如下： ;③ 单闭环转速负反馈调速系统的稳态结构图 ;由系统稳态结构图得到系统的静特性方程为;三、闭环系统的静特性与开环系统机械特性的比较 ;(1)闭环静特性比开环机械特性硬得多。在同样的负载下，两者的稳态速降分别为：;如果电机的最高速都是nnom，且对最低速的静差率要求相同， ;闭环系统可以获得比开环系统硬得多的静特性，且闭环系统的开环放大系数越大，静特性就越硬，在保证一定静差率要求下其调速范围越大，但必须增设转速检测与反馈环节和放大器。 ;例1-1;解（1）设系统满足D=20，检验系统是否满足s≤5%？ ; （2）那么同时满足D=20，s≤5%的;四、反馈控制规律;扰动：当给定 不变时，把引起被调量转速发生变化的所有因素称为扰动。 ;结论：反馈环内且作用在控制系统主通道上的各种扰动，通过反馈控制作用可减小它们对转速的影响。;4、反馈控制系统对给定电源和检测装置的扰动是无法抑制的 ;五、系统的稳态参数计算 ;4.测速发电机：永磁式直流测速发电机，Pnom=23.1W、Unom=110/V、Inom=0.21/A、nnom=1900/r/min。;解：1. 为满足D=10，s≤5%，额定负载时调速系统的稳态速降应为 ;测速反馈系数α包含测速发电机的电势转速比Cetg 和电位器RP2的分压系数α2，即 ;当系统处于稳态时，近似认为 ，则 ; 为了使电位器不过热，实选功率应为消耗功率的一倍以上，故选RP2为10W、1.5kΩ的可调电位器。 ;六、限流保护—电流截止负反馈;②限流原理 ;③结构图 ;从静特性方程知：正常运行时，电流负反馈的存在将使系统的静差大大增加。 ;(二)为在正常运行时自动取消电流负反馈限流环节，可采用电流截止负反馈。 ;图中电流反馈信号取自小电阻Rs两端，IdRs正比于电枢电流，设Idcr为临界截止电流，Ucom =IdcrRs为比较电压。 ;;根据电流截止负反馈的特性和结构图可推出系统的静特性 方程：当IdRs≤Ucom时，电流截止负反馈不起作用。;当IdRsUcom时，即电流截止负反馈起作用。;两段相比有如下特性： ;一般KpKsRsR，所以 ;电流截止环节的其他电路：利用稳压管VST产生比较电压的 原理见图（a）；采用封锁运算放大器的原理见图（b） ;第三节 其它反馈形式在调速系统中的应用 ;由图可见，反馈检测元件是起分压作用的电位器 RP2。电压反馈信号Uu=γUd，γ为电压反馈系数。 ;为了分析方便，把电枢总电阻分成两部分，即 R=Rn+Ra，Rn为晶闸管整流装置的内阻（含平 波电抗器电阻），Ra为电枢电阻。由此可得 ;其稳态结构图如下图所示： ;电压负反馈调速系统的静特性方程式为 ;二、电压负反馈带电流补偿的调速系统 ;第四节 转速负反馈无静差直流调速系统;PI调节器的比例放大系数为 ，积分时间常数为;3.有差系统和无差系统控制规律的比较 ;二、带PI调节器的无静差直流调速系统 ; 2、无静差的实现 ; 3、电流检测电路 ;第五节