第一讲单闭环直流调速系统.ppt

解当电流连续时，V-M系统的额定速降为开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为这已大大超过了5%的要求，更不必谈调到最低速了。第30页，共71页，星期日，2025年，2月5日如果要求D=20，s≤5%，则由式（1-29）可知由上例可以看出，开环调速系统的额定速降是275r/min，而生产工艺的要求却只有2.63r/min，相差几乎百倍！由此可见，开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的闭环调速系统来解决这个问题。第31页，共71页，星期日，2025年，2月5日3.3闭环调速系统的组成及其静特性根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统应该能够大大减少转速降落。第32页，共71页，星期日，2025年，2月5日系统组成图3-2采用转速负反馈的闭环调速系统+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+--+Un?UnU*nUcUPE+-MTGIdUnUdUcUnntg第33页，共71页，星期日，2025年，2月5日调节原理在反馈控制的闭环直流调速系统中，与电动机同轴安装一台测速发电机TG，从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un，与给定电压U*n相比较后，得到转速偏差电压?Un，经过放大器A，产生电力电子变换器UPE的控制电压Uc，用以控制电动机转速n。第34页，共71页，星期日，2025年，2月5日UPE的组成图中，UPE是由电力电子器件组成的变换器，其输入接三组（或单相）交流电源，输出为可控的直流电压，控制电压为Uc。UcUd0u~ACDCUd0Uc第35页，共71页，星期日，2025年，2月5日UPE的组成（续）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。第36页，共71页，星期日，2025年，2月5日转速负反馈直流调速系统中各环节的稳态关系如下：电压比较环节放大器电力电子变换器调速系统开环机械特性测速反馈环节稳态关系第37页，共71页，星期日，2025年，2月5日+-AGTMTG+-+-+-UtgUdIdn+--+Un?UnU*nUcUPE+-MTGIdUnUdUcUnntgTL??n??Un???Un??n??Ud0??Uc?系统调节过程第38页，共71页，星期日，2025年，2月5日n0OTLTL1TL3TL2TL4ABCA’D闭环静特性开环机械特性图3-3闭环系统静特性和开环机械特性的关系Ud4Ud3Ud2Ud1TL??n??Un???Un??n??Ud0??Uc?系统调节过程第39页，共71页，星期日，2025年，2月5日由此看来，闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。第40页，共71页，星期日，2025年，2月5日3.4反馈控制规律转速反馈闭环调速系统是一种基本的反馈控制系统，它具有以下三个基本特征，也就是反馈控制的基本规律，各种不另加其他调节器的基本反馈控制系统都服从于这些规律。第41页，共71页，星期日，2025年，2月5日1.被调量有静差从静特性分析中可以看出，由于采用了比例放大器，闭环系统的开环放大系数K值越大，系统的稳态性能越好。然而，Kp=常数，稳态速差就只能减小，却不可能消除。因为闭环系统的稳态速降为只有K=?，才能使?ncl=0，而这