电机调速得分类.doc

1.1 电气调速系统性能指标　　机电传动控制系统调速方案的选择，主要是根据生产机械对调速系统提出的调速技术指标来决定的，技术指标又静态指标和动态指标。 静态技术指标 静差度 S=Δn/n0 静差度指电动机在某一转速下运行时,负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降Δn与理想空载转速n0之 比。 　　调速范围 在额定负载时 D =nmax/nmin 　　 　　调速范围是指系统在额定负载时电机的最高转速与最低转速之比。 动态指标 　　 跟随性能指标　　在给定信号作用下，系统输出量变化的情况用跟随性能指标来描述。当给定信号的变化方式不同时，输出 响应也不同。具体的跟随指标如下：（1）上升时间tr　在阶跃响应时间中，输出量从零起第一次上升到稳定值C￥所需时间，它反映动态响应的快速性。（2）超调量σ　在阶跃响应时间中，输出量超出稳态值的最大偏差与稳态值之比的百分值。（3）调节时间ts　在阶跃响应过程中，输出衰减到与稳态值之差进入±5％或±2％ 允许误差范围之内所需的最小时间，称为调节时间，又称为过渡过程时间。调节时间用来衡量系统整个调节过程的快慢，ts小，表示系统的快速性好。抗扰性能指标 　　 　　控制系统在稳态运行中，由于电动机负载的变化，电网电压的波动等干扰因素的影响，都会引起输出量的变化，经历一段动态过程后，系统总能达到新的稳态。这就是系统 的抗扰过程。具体的跟随指标如下：(1)动态降落ΔCmax％ 系统稳定运行时，突加一定数值的阶跃扰动(例如额定负载扰动)后所引起的输出量最大 降落，用原稳态值C￥l的百分数表示，叫做动态降落。 (2)恢复时间tv 　从阶跃扰动作用开始，到输出量恢复到与新稳态值C￥2之差进入某基准量Cb的±5％(或±2％)范围之内所需的时间，定义为恢复时间tv 。其中Cb称为抗扰指标中输出量的基准值，视具体情况选定。 单闭环有静差直流调速系统1、系统结构　　 该系统的主电路采用晶闸管三相全控桥式整流电路。 　　其输出电压为：Ud0=2.34U2cosα　　图中，放大器为比例放大器(或比例调节器)，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。整流器整流电压Ud可由控制角α来改变。触发器的输入控制电压为Uk。为使速度调节灵敏，使用放大器来把输入信号ΔU加以扩大， ΔU为给定电压Ug与速度反馈信号Uf的差值。 2、调速性能1）系统的静特性　　可控整流器的输出电压为　　于电动机电枢回路，若忽略晶闸管的管压降ΔΕ，则有 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： Kp——放大器的电压放大倍数；γ——转速反馈倍数； Ce=KeΦ—— 电磁常数；K0=KpKs——从放大器输入端到可控整流电路输出端的电压放大倍数；K=γKpKs/Ce——闭环系统的开环放大倍数。 2）开环调速系统与闭环调速系统的比较　　（1）在给定电压一定时，有 　　闭环系统所需的给定电压Us要比开环系统高（1＋K）倍。因此，若突然失去转速负反馈，就可能造成严重事故。　　（2）如果将系统闭环与开环的理想空载转速调得一样，即n0f＝n0，则 　在同一负载电流下，闭环系统的转速降仅为开环系统转速降的 1/(1+K)倍，从而大大提高了机械特性的硬度，使系统的静差度减少。　　（3）在最大运行转速nmax和低速时的最大允许静差度S2不变的情况下， 　　开环系统的调速范围为：　　闭环系统调速范围为：　　闭环系统的调速范围是开环系统的（1+K）倍。　　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。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。3、基本特性1）有静差，系统是利用偏差来进行控制的2）转速n（被调量）紧随给定量Un*的变化而变化3）对包围在转速反馈环内的各种干扰都有很强的抑制作用4）系统对给定量Un*和检测元件的干扰没有抑制能力 单闭环无静差直流调速系统PI调节器特性PI调节器的电路 PI调节器的输入输出特性 输入电压： 输出电压： Kpi=R1/R0 ——PI调节器比例部分的放大系数；τ=R0C1——PI调节器的积分时间常数。PI调节器的输出电压Uex就是比例输出部分与积分输出部分的叠加。 用PI调节器构成的转速负反馈单闭环调节系统本系统采用了PI调节器后，在稳态时，有ΔUn＝ Un *－Un＝0 PI调节器在系统抗负载干扰中的作用及动态过程　　系统稳态运行时，在抗负载干扰过程中，Un*不变。假定负载干扰是突加的，由TLl变到TL2，开始时电机转速将下降，反馈电压Un也将下降，并产生ΔUn，于是PI调节器开始调节，其输出电压Uct包括了比例与积分两部分。　　控制电压Uct中的比例部分具有快速响应的特性，可以立即以速度偏差(ΔUn)起调节作用，加快