马昕教授电力拖动与运动控制课件3-速度闭环控制的直流调速系统

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1、第二章速度闭环控制的直流调速系统马　昕北京化工大学计算机模拟与系统安全工程研究中心教育部化工安全工程研究中心国家安全生产监督管理总局危险化学品生产系统故障预防及监控基础实验室北京化工大学信息科学与技术学院2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统2开环调速系统开环调速系统的机械特性开环调速系统的性能和存在的问题速度单闭环控制的调速系统速度闭环调速系统的组成及其静特性单闭环调速系统的限流保护速度闭环控制调速系统的动特性分析无静差调速系统多环控制直流调速系统转速电流双闭环调速系统的组成及静特性双闭环调速系统的启动过程分析双闭环调速系统的动态性能主要内容重点内容2021/8/29第二章

2、速度闭环控制的直流调速系统3开环调速系统开环调速系统的机械特性开环调速系统的性能和存在的问题速度单闭环控制的调速系统多环控制直流调速系统主要内容2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统4开环调速系统1.开环调速系统的机械特性加载在直流电动机上的电压是晶闸管整流装置的输出瞬时电压ud和平均电压Ud，如果把整流装置内阻上的电压降移到整流装置外面，当做负载电路电压降的一部分，整流电压便可用其理想空载值ud0和Ud0来代替。此时，瞬时电压平衡方程式可以写为：2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统5开环调速系统1.开环调速系统的机械特性2021/8/29第二章速度闭环控制的直

3、流调速系统6开环调速系统1.开环调速系统的机械特性开环调速系统的机械特性在形式上与直流电动机的电动势平衡方程式类似，但是两者有本质的不同2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统7开环调速系统1.开环调速系统的机械特性改变晶闸管控制角，就可以改变Ud0。晶闸管整流装置可以看成是一个线性的可控电压源通过改变触发或驱动电路的控制电压来改变功率变换电路的输出平均电压，达到调节电动机转速的目的控制电压与输出转速之间只有顺向作用而无反向联系，输出转速并不影响控制电压，属于开环调速系统开环调速系统适用于生产机械对静差率要求不高的场合，结构简单，能实现一定范围内的无级调速2021/8/29第二

4、章速度闭环控制的直流调速系统8许多需要无级调速的生产机械常常对静差率提出较严格的要求，不能允许很大的静差率，此时，开环调速系统不能满足较高的性能指标要求开环调速系统2.开环调速系统的性能和存在的问题2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统9开环调速系统2.开环调速系统的性能和存在的问题2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统10开环调速系统速度单闭环控制的调速系统速度闭环调速系统的组成及其静特性单闭环调速系统的限流保护速度闭环控制调速系统的动特性分析无静差调速系统多环控制直流调速系统主要内容2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统11速度单闭环控制的调速系统

5、2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统12速度单闭环控制的调速系统2.2.1速度闭环调速系统的组成及其静特性2.2.1.1单闭环调速系统的组成2.2.1.1转速负反馈单闭环调速系统的静特性2.2.1.3开环系统机械特性与闭环系统静特性的比较2.2.1.4单闭环调速系统的基本特征2.2.2单闭环调速系统的限流保护2.2.2.1问题的提出2.2.2.2电流截止负反馈环节2.2.2.3带电流截止负反馈的单闭环转速负反馈调速系统2.2.3速度闭环控制调速系统的动特性分析2.2.3.1动态数学模型2.2.3.2稳定性分析2.2.4无静差调速系统2021/8/29第二章速度闭环控制的直流

6、调速系统13速度单闭环调速系统的组成Backto反馈控制规律Backto系统各单元静特性（一）速度单闭环调速系统的组成及其静特性1.速度单闭环调速系统的组成比较环节控制器晶闸管触发装置驱动电路主电路反馈环节2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统14静特性：闭环系统中电动机转速与负载电流的稳态关系分析速度单闭环调速系统的静特性时，需做出如下假设：假定各环节的输入输出关系是线性的；假定系统开环机械特性是连续的；忽略直流电源和电位器的内阻（一）速度单闭环调速系统的组成及其静特性2.转速负反馈单闭环调速系统的静特性2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统15Backto动态

7、数学模型速度单闭环调速系统组成示意图（一）速度单闭环调速系统的组成及其静特性2.转速负反馈单闭环调速系统的静特性2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统16转速负反馈调速系统稳态结构图（一）速度单闭环调速系统的组成及其静特性2.转速负反馈单闭环调速系统的静特性2021/8/29第二章速度闭环控制的直流调速系统17速度单闭环调速系统的静特性方程如下：闭环系统理想空载转速闭环系统静态转速降闭环系统的开环放大倍数（一）速度单闭环