第8章 直流调速系统 8-3晶闸管-电动机直流调速系统 第12-1周 2010-05-17.ppt

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1、东南大学机械工程学院1东南大学机械工程学院18.3晶闸管-电动机直流传动控制系统8.3.1开环直流调速系统存在的问题8.3.2速度负反馈单闭环调速系统的组成及其静特性8.3.3单闭环调速系统的动态分析8.3.4单闭无静差直流调速系统8.3.5单闭调速系统的限流保护－电流截止负反馈都是开环调速系统。图8.2晶闸管－电动机调速系统原理框图（V-M系统）图8.1旋转变流机组供电的直流调速系统（G-M系统）8.3.1开环直流调速系统存在的问题开环直流调速系统存在地问题：控制是单方向的，静差度大，而实际上很多生产机械对静差度有较高的要求。如：龙门刨床、轧钢机等。P293例子说明。8.3

2、.1开环直流调速系统存在的问题8.3.2速度负反馈单闭环调速系统的组成及其静特性测速发电机的作用具有转速负反馈的调速系统图8.32闭环系统方框图1、单闭环调速系统的组成图8.33采用转速负反馈的单闭环调速系统放大器触发器可控整流器测速发电机2、转速负反馈单闭环调速系统的静特性由电压平衡方程得：无反馈时:γ=0由电压平衡方程得：无反馈时:γ=0K0电压放大倍数K闭环系统的开环放大倍数无反馈时:γ=0K0电压放大倍数K闭环系统的开环放大倍数3、开环调速系统机械特性和闭环系统静特性比较（1）硬度大大提高，提高（1＋K)倍（2）理想空载转速相同时，闭环系统的静差率要小得多，小（1＋K

3、)倍（3）当静差率一定时，闭环系统的调速范围大大提高，提高（1＋K)倍（4）给定电压相同时，闭环系统的空载转速大大降低，低（1＋K)倍图8.35闭环系统静特性与开环系统机械特性的关系闭环系统能够减少稳态速降的实质是闭环系统的自动调节作用，它能随着负载的变化相应地改变整流器的输出电压结论：闭环系统可以获得比开环系统硬得多的稳态特性，在保证一定静差度的要求下，大大提高调速范围。但闭环系统必须设置检测装置和电压放大器。1）具有比例放大器的单闭环系统是有静差的4、单闭环调速系统的基本特征当：时这种调速系统称为有静差调速系统，这种系统正是靠偏差来保证实现控制作用的。2）闭环系统具有较强

4、的抗干扰性能4、单闭环调速系统的基本特征图8.36闭环调速系统的给定和扰动凡是被反馈环节所包围的加在闭环系统前向通道各环节上的扰动作用对输出量的影响都会受到反馈控制的抑制。但仅限于：被负反馈所包围的前向通道上的扰动。3）闭环系统对给定信号和检测装置中的扰动无能为力4、单闭环调速系统的基本特征图8.36闭环调速系统的给定和扰动所以：闭环调速系统的精度取决于给定稳压电源的精度和反馈检测装置的精度。东南大学机械工程学院158.3.4单闭环无静差直流调速系统单闭环直流调速系统可分为有静差调速系统和无静差调速系统有静差的调节系统单纯由被调量负反馈按比例控制的单闭环系统只能设法减少静差，

5、无法从根本上消除。且动态性能较差。无静差的调节系统按积分或比例积分控制的系统不仅能改善动态性能，且能从根本上消除静差，实现无差调速。东南大学机械工程学院161、积分调节器和积分控制规律图8.44由线性集成电路运算放大器构成的积分调节器8.3.4单闭环无静差直流调速系统积分调节器的积分时间常数东南大学机械工程学院17图8.45阶跃输入时积分调节器的输出特性当积分调节器输入输出都为零时，突加一个阶跃输入（常数），其输出将线形增大。直到饱和。运算放大器饱和8.3.4单闭环无静差直流调速系统1、积分调节器和积分控制规律东南大学机械工程学院18图8.45阶跃输入时积分调节器的输出特性积

6、分器特点：积累、记忆、延缓作用。运算放大器饱和积累：只要输入端有信号，积分就会进行，直到输出达到饱和为止。记忆：如果积分过程中，输入信号突然为零，则输出端始终保持在输入信号为零瞬时前的状态。8.3.4单闭环无静差直流调速系统1、积分调节器和积分控制规律东南大学机械工程学院19图8.45阶跃输入时积分调节器的输出特性积分器特点：积累、记忆、延缓作用。运算放大器饱和延缓：即输入可以突变，而输出不能突变，而是逐渐积分线性增长。8.3.4单闭环无静差直流调速系统1、积分调节器和积分控制规律东南大学机械工程学院20图8.45阶跃输入时积分调节器的输出特性积分器特点：积累、记忆、延缓作用

7、。运算放大器饱和积分器的记忆、延缓作用是：使采用积分调节器的单闭环调速系统完全消除静差的根本原因。（积分控制规律）比例调节器输出电压：积分调节器输出电压：能消除静差不能消除静差8.3.4单闭环无静差直流调速系统1、积分调节器和积分控制规律东南大学机械工程学院21图8.45阶跃输入时积分调节器的输出特性积分器特点：积累、记忆、延缓作用。运算放大器饱和8.3.4单闭环无静差直流调速系统1、积分调节器和积分控制规律积分器无静差但响应慢，比例调节器有静差但响应快。将两种规律结合起来就是比例积分控制器（静差小、响