单闭环直流调速系统ppt课件.ppt

第八章单闭环直流调速系统8.1直流调速系统概述一、什么是调速二、调速控制系统的性能指标调速范围
生产机械在额定负载时要求电动机提供的最高转速nmax
与最低转速nmin之比称为调速范围，用D表示。即：

静差率（表征转速的稳定程度）
调速系统在某一转速下稳定运行时，负载由理想空载增
加到规定负载时，所对应的转速降落Δn与理想转速n0
之比，用s表示。即：

两者之间的关系是：他励直流电动机的转速公式：由式（8-1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速：
（1）调节电枢供电电压U

（2）减弱励磁磁通

（3）改变电枢回路电阻R调压调速调阻调速调磁调速三种调速方法的性能与比较而由已知条件并设系统电流连续，则其额定转速下
的转速降为：由此例不难发现，象这样的电源——电动机所组成的
开环调速系统，是没有能力完成其调速指标的。要把
额定负载下的转速降从开环系统中的274.5降低到满
足要求的2.63就必须采用负反馈，这也就构成了我们
所谓的闭环直流调速系统——转速负反馈直流调速。开环系统存在的问题闭环系统的设计思路8.2单闭环直流调速系统（二）闭环系统的静特性方程转速负反馈直流调速系统中各环节的稳态关系如下：从上述六个关系式中消去中间变量，整理后，即得转速负反馈闭环直流调速系统的静特性方程式闭环系统的稳态结构框图只考虑给定作用时的闭环系统注意
闭环调速系统的静特性表示闭环系统电动机转速与负载电流（或转矩）间的稳态关系，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大不同，故定名为“静特性”，以示区别。
Id（三）开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系结论：
闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围，为此所需付出的代价是，须增设电压放大器以及检测与反馈装置。转速单闭环调速系统结构图系统调节过程闭环系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压，以补偿电枢回路电阻压降。在上例中，龙门刨床要求,D=20，s≤5%，
已知Ks=30，=0.015V·min/r，Ce=0.2V·min/r,采用闭环系统,如何设计放大器以满足此要求？解在上例中已经求得Δnop=275r/min
但为了满足调速要求，
须有Δncl=2.63r/min
根据
可得（1）具有比例调节器的闭环系统是有静差扰动作用与影响给定作用（3）系统的精度依赖于给定和反馈检测精度结论电流截止负反馈另外，有些生产机械的电动机可能会遇到堵转情况。例如由于故障造成机械轴被卡住，或挖土机工作时遇到坚硬的石头等。在这此情况下，由于闭环系统的机械特性很硬，若没有限流环节的保护，电枢电流将远远超过允许值。可以通过一个电压比较环节，使电流负反馈环节只有在电流超过某个允许值(称为阈值)时才起作用，这就是电流截止负反馈。电流截止负反馈环节的组成工作原理带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统带电流截止负反馈的单闭环直流调速系统的框图在如图所示的调速系统中，已知负载变化为：
求：负载变化所产生的转速降。

若此时系统的给定量为：，此时系统的稳
态输出nN。
该系统是否能满足5%的静差率。解：由于负载变化量是扰动量，所以其扰动量的误
差传递函数为：由终值定理可求得该系统在负载变化量T（s）作用
下的稳态误差为：若此时系统的给定量：，则由系统闭环传
递函数的概念，可得：由静差率定义可得：8.3单闭环直流调速系统实例分析KZD-Ⅱ型直流调速系统分析主电路及励磁回路给定、触发及反馈电路KZD-Ⅱ型直流调速系统的组成框图及调节过程.