《电动机的调速系统》PPT课件

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1、第五章电动机的调速系统第一节概述电动机的调速系统有直流调速系统和交流调速系统两大类。一、直流调速系统直流电动机的方程式：Ea=CeΦnT=CmΦIaU=Ea+IaRa二、交流调速系统根据，所以交流电动机有三种调速方法：变极调速、变转差率调速和变频调速。第二节有静差直流自动调速系统1.单闭环有静差调速系统（转速负反馈有静差调速系统）直流电动机的调速有三种方法：1.电枢回路串电阻调速，为有级调速；2.弱磁调速，可实现无级调速，为恒功率调速，调速范围小，一般在高于额定转速时应用；3.调压调速，可实现无级调速，为恒转矩调速，调速范围大，一般

2、在低于额定转速时应用，应用范围广。UC－+Ug△U+－Rf放大器U0R1M－Ud负载TG++－UfKpKtr系统各环节的关系如下：△U=Ug－Uf①UC=Kp△U②Ud=KtrUC③在反馈环节中Uf=αn④直流电动机的电压和电动势方程为：Ud=E－IdR∑，E=CeΦn，则系统的开环特性为：将①、②、③、④各式带入⑤式，得系统的闭环特性：⑤式中Kn=αKpKmKtr为系统开环放大倍数。特点：（1）当给定电压不变时，闭环系统的稳态速降为开环系统稳态速降的1/（1+K）倍，闭环系统的理想空在转速为开环系统的1/（1+K）倍。（2）若要维

3、持系统的运行速度不变，闭环时的给定电压要比开环时的给定电压相应提高（1+K）倍。（3）只要系统的开环放大倍数K足够大，就可以把系统的稳态速降减小到允许的范围内，而且闭环系统的调速范围是开环系统的（1+K）倍，即K越大，系统的静态性能越好。（4）闭环系统能有效地抑制一切被包在反馈环内的扰动作用，但对给定电压和反馈检测元件本身的误差是无能为力的。2.电压负反馈调速系统具有转速负反馈的自动调速系统，在调速指标方面是不错的，但它需要一台测速发电机，而且测速发电机的要求很高，与电动机同轴连接。这不仅增加了成本，增添了维护上的困难，还会因为附带

4、产生交流干扰问题，给调试和运行带来麻烦。因此，对于某些要求不高调速系统，可采用电压负反馈形式。R2UdR0R0+UgU0RpM－+－KpKtr+－∞R′RfR1Ufv式中R0为电源的内阻，Ra为电动机电枢绕组的内阻。特点：（1）电压负反馈电阻接在电枢前面，它只能使主回路上的电压变化得到补偿，而电动机上的电压变化没有得到补偿，即电压负反馈只把由整流装置内阻引起的静态速降减小到1/（1+K），由电枢电阻引起的速降仍和开环时一样。（2）电压负反馈适用于调速范围D＜10，静差率是S=15%~30%的场合。（3）电压负反馈调速系统静态特性比同

5、等放大倍数的转速负反馈调速系统差。（4）系统的结构简单，维修方便，但在低速时容易发生停转现象。R13.电压负反馈加电流正反馈直流调速系统电压负反馈系统的转速降落较大，即静特性不够理想，这是因为电动机电枢电阻上的电压降所引起的转速降落未得到补偿，为了补偿电枢电阻压降IaRa，故在电压负反馈的基础上增加一个电流正反馈环节。+－R2UdR0R0+UgU0RpM－+－KpKtr+－∞R′RfR3LRf增加电流正反馈，就是把一个反映电动机电枢电流大小的量IaRa取出，也加到比例调节器的输入端。由于是正反馈，调节器的输入信号反映了负载电流的增减

6、，即当负载电流Ia增加时，调节器的输入信号也增加，使晶闸管整流器输出电压Ud也增加，以补偿电枢电阻所产生的压降。特点：（1）电流正反馈反映的物理量是电动机负载的大小，不是被调量电压和转速的大小。（2）电流正反馈是一种补偿环节，不是反馈环节。（3）在电流正反馈对转速进行补偿中，负载增加，转速量上升；负载减小时，则反之。（4）这种调速系统的调速范围没有转速负反馈系统宽，适用于D≤20，s>10%的场合。4.带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统转速负反馈虽然解决了静态速降等问题，但没解决启动电流的问题，要限制启动电流，必须加电流负反馈

7、。但是，电流负反馈的引入会使系统的静特性变得很软，不能满足一般调速系统的要求，电流负反馈的限流作用只应在启动和堵转时存在，在正常运行时必须去掉。nn0IdIdu－U0UdR0R0UgU0RpM－KpKtr+－∞R′RfLRfR3+－R1V1+IaTGR2++Ufi+Ufn带电流截止负反馈的转速负反馈直流调速系统特点：（1）电动机启动时，电流截止负反馈起作用，从而限制启动电流。正常工作时，电流截止负反馈作用很少。（2）当系统工作超过额定值时，电流截止负反馈起作用，从而保证系统的安全。（3）电流截止负反馈采用的方法有电压比较法和在反馈回

8、路中串联一个稳压二极管。第三节无静差直流自动调速系统一、转速单闭环无静差直流调速系统C－UdR0R0UgU0RpM+－Kp+∞R′RfLTGR2+UctUn比例调节过程：在△Un的作用下，PI调节器立即输出比例调节部分△Uct=KP△