11-直流传动系统

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1、第十一章直流传动控制系统11.1自动调速系统主要性能指标机电传动控制系统选择调速方案的依据：生产机械对调速系统提出的调速技术指标静态指标调速系统的调速技术指标动态指标一、静态技术指标1.静差度S：静差度表示出生产机械运行时转速稳定的程度。速度稳定性指标n0−neΔneS==Δne=n0−ne−−静态速降n0n0当负载变化时，生产机械转速的变化要能维持在一定范围之内，即要求静差度S小于一定数值。普通设备普通车床龙门刨床冷轧机热轧机造纸机S≤50%S≤30%S≤5%S≤2%0.2%~0.5%S≤0.1%°电动机的机械特性愈硬，则静差度愈小，转速的相对稳定性就愈高;°在一

2、个调速系统中，如果在最低转速运行时能满足静差度的要求，则在其他转速时必能满足要求。2.调速范围D在额定负载下，允许的最高转速和在保证生产机械对转速变化率要求的前提下所能达到的最低转速之比称为调速范围。nemaxD=nemin车床龙门刨床钻床铣床轧钢机造纸机进给机械20～12020～402～1220～303～1510～205～300003.调速的平滑性调速的平滑性，通常是用两个相邻调速级的转速差来衡量的。无级调速调速有级调速以改变直流电动机电枢外加电压调速为例，说明调速范围D与静差度S之间的关系：nemaxnemaxnemaxnemaxSD====neminn02−Δ

3、ne⎛Δne⎞Δne(1−S)n02⎜⎜1−⎟⎟⎝n02⎠最高速度由系统中所使用电动机的额定转速决定；静差度S和调速范围D由生产机械的要求决定；当上述三个参数确定后，则要求静态速降是一个定值。超调量二、动态技术指标从一种稳定速度变化到另一种稳定速度运转（启动、制动过程仅是特例而已），由于有电磁惯性和机械惯性，过程不能瞬时完成，而需要一段时间，即要经过一段过渡过程，或称动态过程。¾超调量太大，达不到生产工艺上的要求；¾超调量太小，会使过渡过程过于缓慢，不1.最大超调量n−n利于生产率的提高等M=max2×100%p范围：M=10%~35%n2p超调量2.过渡过程时间T

4、从输入控制（或扰动）作用于系统开始直到被调量n进入（0.05～0.02）n2稳定值区间时为止（并且以后不再越出这个范围）的一段时间，叫作过渡过程时间。3.振荡次数N在过渡过程时间内,被调量n在其稳定值过渡过程时间上下摆动的次数，如图所示是三种不同调速系统被调量从x改变为x时的变化情况。12系超调过渡过程振荡性能统量时间T次数10长无不好2大长多不好3小短中好11.2晶闸管－电动机直流传动控制系统分类：单闭环直流调速系统按结构的不同：双闭环直流调速系统可逆系统无静差直流调速系统按静态误差的不同：有静差直流调速系统任务：¾调节速度；¾扩大调速范围，减小静态误差。11.2

5、.1单闭环直流调速系统一、有静差调速系统单纯由被调量负反馈组成的按比例控制的单闭环系统属有静差的自动调节系统，简称有静差调速系统；（一）转速负反馈调速系统1.基本组成放大器：将外加电触发电路：将放大器放大后整流电路：变交流压和反馈信号经转换后的电压信号变为脉冲型号去控电压为直流电压，的电压之差进行放大。制整流电路的输出大小。输出电压大小由触发电路输出脉冲信号所决定，整流电路的输出为直流电动机电枢的外加电压；直流电动机：系统的控制对象。给定电位器：转换元件：将测速测速发电机：与直流电动机调节Rg的位置可发电机的转速转换成M同轴相连，即两者的速度相改变给定电压Ug电压信

6、号以便与给定同，测速发电机用来测量电动的大小。电压进行比较。机的速度，称检测元件；由系统的结构分析可知：∑系统的调速方法是改变外加电压调速；∑系统的反馈信号是被控制对象n本身;∑反馈电压和给定电压的极性相反，即:ΔU=Ug−Uf该系统又称转速负反馈调速系统。2.工作原理(1)稳态（Ug、U不变）fΔU=Ug−Uf不变→Uk不变→α不变→Ud不变→n不变当Ug、U不变时，电动机的转速不变，这种状态称为稳态。f(2)调速（U不变，改变U的大小）fgUg↑→ΔU↑=Ug−Uf→Uk↑→α↓→Ud↑→n↑Ug↓→ΔU↓=Ug−Uf→Uk↓→α↑→Ud↓→n↓改变U的大小可改

7、变电动机的转速，这种状态称为调速.g(3)稳速（U不变、负载变化使U变化)gf当负载增加使n↓→Uf↓→ΔU↑=Ug−Uf→Uk↑→α↓→Ud↑→n↑当负载减小使n↑→Uf↑→ΔU↓=Ug−Uf→Uk↓→α↑→Ud↓→n↓当负载发生变化使速度发生变化后，系统通过反馈能维持速度基本不变，这种状态称为稳速。3.静特性分析目的：找到减小静态速降、扩大调速范围，提高系统性能的途径。静特性表示出电动机的转速与负载电流之间的大小关系。(1)各环节输入输出的关系电动机电路Ud=KeΦn+IaR∑=Cen+IaR∑式中:R∑=Rx+Ra电枢回路的总电阻；Rx可控整流电源的等效内