机电传动第11章直流传动控制系统方案.ppt

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1、第七章机电传动控制系统第三节直流传动控制系统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调速系统的调速技术指标静态指标动态指标一、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

2、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。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。调速无级调速有级调速二、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。1.最大超调量超调量超调量太大，

3、达不到生产工艺上的要求；超调量太小，会使过渡过程过于缓慢，不利于生产率的提高等范围：超调量2.过渡过程时间T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。过渡过程时间3.振荡次数N在过渡过程时间内,被调量n在其稳定值上下摆动的次数。如图所示是三种不同调速系统被调量从x1改变为x2时的变化情况。系统超调量过渡过程时间T振荡次数性能10长无不好2大长多不好3小短中好二、直流电动机传动控制系统按结构的不同：单闭环直流调速系统双闭环直流调速系统可逆系统按静

4、态误差的不同：无静差直流调速系统有静差直流调速系统任务：调节速度；扩大调速范围，减小静态误差。分类：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.基本组成测速发电机：与直流电动机M同轴相连，即两者的速度相同，测速发电机用来测量电动机的速度，称检测元件；转换元件：将测速发电机的转速转换成电压信号以便与给定电压进行比较。给定电位器：调节Rg的位置可改变给定电压Ug的大小。放大器：将外加电压和反馈信号经转换后的电压之差进行放大。触发电路：将放大器放

5、大后的电压信号变为脉冲型号去控制整流电路的输出大小。整流电路：变交流电压为直流电压，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。(3)分析与结论理想空载转速在给定电压一定时，有:转速降如果将系统闭环与开环的理想空载转速调得一样，即，调速范围与静差度在最大运行转速和低速时最大允许静差度不变的情况下，开环：闭环：结论：由于放大倍数不可能为无穷大，即静态速降不可能为0，因此，上述系统只能维持速度基本不变。这种维持被调量（转速）近于恒值不变，但又具有偏差的反馈控制系统通常称为有差调节系统（即

6、有差调速系统）。采用转速负反馈调速系统能克服扰动作用（如负载的变化、电动机励磁的变化、晶闸管交流电源电压的变化等）对电动机转速的影响。提高系统的开环放大倍数K是减小静态转速降落、扩大调速范围的有效措施。系统的放大倍数越大，准确度就越高，静差度就越小，调速范围就越大。但是放大倍数也不能过分增大，否则系统容易产生不稳定现象。（2）直流调速系统的其他反馈控制1.电压负反馈系统由公式可知：电动机的转速随电枢端电压的大小而变。电枢电压的大小，可以近似地反映电动机转速的高低。电压负反馈系统就是把电动机电枢电压作为反馈量，以调整转速。电压负反馈与转速负反馈调速系统

7、的区别反馈信号不同，前者为被控制量的间接量电压，后者为被控制量本身；检测元件不同，前者为电位器，后者为测速发电机。(2)工作原理稳速和调速的工作过程与转速负反馈相同。在给定电压Ug一定时，其调整过程如下：电压负反馈系统的特点:线路简单稳定速度的效果并不大电动机端电压即使由于负反馈的作用而维持不变，但是负载增加时，电动机电枢内阻所引起的内阻压降仍然要增大，电动机速度还是要降低。或者说电压负反馈，顶多只能补偿可控整流电的等效内阻所引起的速度降落。2.电流正反馈与电压负反馈的综合反馈系统(1)系统特点RP为电压反馈检测元件，并接在电动机电枢两端，其上的电压

8、大小直接反映电动机电枢两端电压的大小，故称电压反馈；R为电流正反馈检测元件，串接在电动机电枢回路中，其上的电