《直流传动控制系统》PPT课件

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1、第十一章直流传动控制系统1.了解机电传动自动调速系统的组成，生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求以及调速系统的调速性质2.掌握自动调速系统中各个基本环节，各种反馈环节的作用及特点3.实验：单闭环晶闸管直流调速系统实验本章学习要求11.1机电传动控制系统的组成和分类11.1.1机电传动控制系统的组成机电传动控制系统：电机、电器、电子部件组合而成，通过一定的控制去实现对生产机械的驱动任务控制器（发电机）控制对象（电动机）输入量（励磁）输出量（转速）图11.1开环控制系统方框图下图为直流发电机——直流电动机（G－M系统）此系统不存在被控量对控制量的影响和联系，所以称为

2、开环控制系统11.1.2自动控制系统的分类按采用不同的反馈方式，可分为转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流正反馈控制系统。按自动调节系统的复杂程序，可分为单环自动调节系统和多环自动调节系统按系统稳态时被调量与给定量有无差别，可分为有静差调节系统和无静差调节系统。按给定量变化的规律，可分为定值调节系统、程序控制系统和随动系统5）按调节动作与时间的关系，可分为断续控制系统和连续控制系统6）按系统中所包含的元件特性，可分为线性控制系统和非线性控制系统。11.2机电传动控制系统调速方案的选择调速方法一般有机械的，电气的、液压的、气动的几种。1、机械方法调速驱动用电动机一

3、般运行在固有机械特性的一个转速上，速度的调节是通过变速齿轮箱或几套变速皮带轮或其他变速机构来实现的。2、电气方法调速3、机械与电气调速方法11.2.2生产机械对自动调速系统技术指标的要求1、静态技术指标主要有静差度、调速范围、调速的平滑性1）静差度：当负载变化时，生产机械转速的变化能维持在一定范围之内。常用静差度来表示生产机机运行时转速稳定的程序，即要求静差度S应小于一定数值。注：机械特性越硬则静差度越小，转速的相对稳定性越高。在最低转速满足要求则在其他转速毕能满足要求2）调速范围生产机械所要求的转速调节的最大范围称为调速范围，上式3）调速的平滑性通常是指两个相邻调

4、速级的转速差在一定调速范围内，可以得到稳定运行转速级数越多，则调速的平滑性越高，级数无穷大时则为无级调速2、动态指标1）最大超调量（Mp一般为10％～35％）2）过渡过程时间T从输入控制作用于系统开始直到被调量n进入（0.05~0.2）n2稳定值区间时为止的一段时间，叫作过渡过程时间3)振荡次数在过渡过程时间内，被调量n在其稳定值上下摆动次数。11.2.3机电传动控制系统方案的确定原则1、对于不要求电气调速的生产机械采用一般鼠笼式电动机即可，控制方案采用继电器－接触器系统2.对于要求电气调速的的生产机械应根据调速的动静技术指标业选择拖动方案3.根据生产机械的负载性质

5、来选择电动机的调速方式1）生产机械的负载特性恒转矩型和恒功率型恒转矩型和恒功率型2）电动机调速过程中的负载能力A）恒转矩调速，当直流电动改变电枢电压调速时，其输出转矩不变，等于额定转矩而输出功率随转速增加成正比增加B）恒功率调速。改变磁通调速，输出功率不变，等于额定功率3）电动机的调速性质与生产机械的负载特性的配合A）负载为恒转矩型的生产机械，应尽量选择恒转矩型调速方式，TN>=TLB)负载为恒功率型的生产机械，应尽量选择恒功率型调速方式，PN>=PL11.3晶闸管电动机直流传动控制系统晶闸管电动机直流传动控制系统常用的有：单闭环直流调速系统双闭环直流调速系统可逆系

6、统11.3.1单闭环直流调速系统单闭环直流调速系统常分为有静差调节系统无静差调节系统。单闭环调速系统框图1、有静差调节系统：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。左图为晶闸管－直流电动机有静差调速系统原理图Ug——给定电压Uf——速度反馈信号△U＝Ug－UfUk——触发器的输入控制电压Ud——整流器的整流电压，可由控制角α来改变。1、放大器为比例放大器2、直流电动机M由晶闸管可控整流器经过平波电抗器L供电整流电压Ud由控制角α来改变1）偏差信号：为比例放大器的输入2）速度信号与转速成正比：3）触发器的输入控制电压放大器的输出电压放大倍

7、数转速反馈系数4)空载时，可控整流器的输出电压触发器和整流器作为整体的等效放大倍数Ks5）忽略晶闸管上的压降，对于电动机的电枢回路电枢总回路电阻（11.10）（11.11）由此可得带转速负反馈的晶闸管－电动机有静差调速系统的机械特性方程从放大器的输入端到可控整流电路输出端的电压放大倍数闭环系统的开环放大系数（11.12）根据11.9看出若系统是开环的，没有转速负反馈，则整流器的输出电压为由此得到开环系统的机械特性方程为（11.13）闭环时开环时所以单闭环有静差调速系统具有以下性质;1)在给定电压一定时，闭环系统的理想空载转速降低到开环的1/（1＋K），为了使闭环