第三单闭环直流调速系统精要.ppt

* 强调比例控制由静差，分析积分控制无静差，分析积分控制的缺点 * 16小节 启动分析、抗扰分析 * 电流反馈环节结构图， * 18小节，结合板书讲解 * 图3.8中所示系统中环节的关系如下 电压比较环节 放 大 器 晶闸管触发整流装置 V-M系统开环机械特性 测速发电机 Kp——比例调节器放大系统； Ks——晶闸管触发--整流装置的放大系数； α——测速反馈系数。 3.2 单闭环直流调速系统 闭环系统的静态结构如图3.9所示。由静态结构图可求得转速负反馈闭环调速的静特性方程式 图3.9 单闭环有静差调速系统静态结构图 （3.7） 3.2 单闭环直流调速系统 是闭环系统的开环放大倍数 静特性分析 开环机械特性 闭环静特性 （3.8） （3.9） 3.2 单闭环直流调速系统 结论 闭环系统的静特性比开环系统的机械特性要硬的多，对于相同的理想空载转速的开环和闭环两条特性，闭环系统静特性的静差率要小的多。由于闭环系统的静差率小，所以当要求静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围，但必须增加放大器。 静特性分析 图3.10 闭环系统静特性和 开环机械特性的关系 3.2 单闭环直流调速系统 例3.1中 满足 D=20、S?5%要求时，须有： 则 若已知V-M系统参数为 则所需放大器的放大倍数Kp为: 3.2 单闭环直流调速系统 闭环系统静特性变硬分析 结论：闭环系统静特性变硬的实质是闭环系统的自动调节作用。 图3.12 闭环调速控制系统的给定和扰动作用 图3.11 闭环系统静特性和开环机械特性的关系 3.2 单闭环直流调速系统 2.单闭环有静差调速系统的动态特性 图3.13 单闭环有静差调速系统动态结构图 动态结构图如图3.13所示，它是一个三阶系统，如图可求得闭环调速系统的传递函数 （3.10） 3.2 单闭环直流调速系统 闭环特征方程式 系统稳定的条件 计算得 当 整理后得 静态精度和动态稳定性矛盾 （3.11） （3.12） （3.13） 3.2 单闭环直流调速系统 结论：启动时电流过大 单闭环有静差调速系统评价 系统静特性变硬，在一定静差率要求下调速范围变宽，且系统具有良好的抗扰性能。 存在两个问题： 静态精度和动态稳定性之间的矛盾；启动时电流过大。 单闭环启动过程分析 突加给定电压时，由于电机惯性，转速不能立即建立起来，转速反馈电压为零，偏差电压是稳态工作值（1+K)倍。 由于放大器和触发整流装置的惯性都很小，整流电压会立即达到最高值。 3.2 单闭环直流调速系统 3.其它单闭环有静差调速系统 图3.14 电压负反馈调速系统 （a）原理图；（b）静态结构图 3.2 单闭环直流调速系统 图3.15 带电流正反馈的电压负反馈调速系统 （a）原理图；（b）静态结构图 3.2 单闭环直流调速系统 4.无静差调速系统及积分控制规律 图3.16 无静差调速系统原理图 3.2 单闭环直流调速系统 动态特性分析 图3.17 无静差系统的抗扰动过程 3.2 单闭环直流调速系统 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 主要内容 1. 电流截止负反馈的引入 2.带电流截止负反馈闭环调速系统静特性 3. 带电流截止负反馈闭环调速系统启动过程 1.电流截止负反馈的引入 引入电流截止负反馈—解决启动电流过大问题。 当电流大到一定程度时才出现的电流负反馈成为电流截止负反馈。 图3.18 带电流截止负反馈的闭环调速系统 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 2.带电流截止负反馈闭环调速系统静特性 静态结构图 图3.19 带电流截止负反馈的闭环调速系统静态结构图 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 静特性推导 当Id≤Idcr时，电流负反馈截止。 当IdIdcr时，电流负反馈起作用 （3.14） （3.15） 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 2.带电流截止负反馈闭环调速系统静特性 临界电流Idcr 取值： 大于额定电流 赌转电流 Idb1取值： 小于最大电流 图3.20 带电流截止负反馈的 闭环调速系统静态特性 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 性能评价： 带电流截止负反馈的闭环调速系统，具有一定的调速范围和稳态精度，同时又能限制启动电流和堵转工作，线路简单，调整方便，很有实用价值，但是系统的启动过程不理想。 图3.21 调速系统启动过程的电流和转速波形 （a）带电流截止负反馈的单闭环调速系统启动过程；（b）理想快速启动过程 3.带电流截止负反馈闭环调速系统启动过程 3.3 带电流截止负反馈的闭环调速系统 已知参数：电动机：60KW、220V、305A、1000r/min、0.066?， 变流器： Ks = 30 ，