第十一章 直流传动控制系统-1-改.ppt

机电传动控制系统的组成和分类 机电传动控制系统调速方案的选择 晶闸管-电动机直流传动控制系统 晶体管-电动机直流脉宽调速系统 微型计算机控制的直流传动系统 §11.1 机电传动控制系统的组成 机电传动控制系是由电机，电器，电子部件组成，通过一定的控制去实现对生产机械的驱动任务。 §11.1 机电传动控制系统的组成 这种系统转速自动调节的过程： 在某一规定的转速下，给定电压Ug=C，假设电动机空运行（Ia≈0）时，空载转速为n0 ，测速发电机相应的电压UBR经分压后得反馈电压Uf，△U= Ug - Uf为比例调节器（放大器）的输入端，Uk加入触发器的输入电路，Ud供电给电动机产生空载转速n0。 §11.3 晶闸管-电动机直流传动控制系统 * * 第十一章 直流传动控制系统 机电传动系统的组成 控 制 器 (发电机) 控制对象 (电动机) 输入量 (励磁) 输出量 (转速) 开环控制系统：只有输入量对输出量的单向控制作用，而不存在被控制量对控制量的影响和联系。 开环控制系统往往不能满足高要求的生产机械的需要 几个概念： 在G-M系统中，电动机加额定负载后产生的转速降由下式决定： 与转速的高低无关，即与n0的大小无关。 §11.1 机电传动控制系统的组成 调速范围：电动机在额定负载下所允许的最高转速和在保证生产机械对转速变化率的要求前提下所能达到的最低转速之比： §11.1 机电传动控制系统的组成 转速变化率（静差度或稳定度）：电动机由理想空载到额定负载时的转速降与理想空载转速的比值。 例：改变电枢电压调速，如图11.2所示： §11.1 机电传动控制系统的组成 其中S2应等于或小于生产机械要求的静差度S；nmax由电动机铭牌确定；D由生产机械的要求所决定。 §11.1 机电传动控制系统的组成 在说明调速系统所能达到的调速范围时，必须同时说明其所能允许的最小静差度。 §11.1 机电传动控制系统的组成 在保证一定静差度的前提下，扩大系统调速范围的方法是： 提高电动机机械特性的硬度以减小△nN，则在负载转矩发生变化时，电动机的转速应尽可能不变。如下图，能满足要求。 §11.1 机电传动控制系统的组成 闭环控制系统或负反馈控制系统或反馈控制系统：按偏差控制原理建立的控制系统，其特点是输入量与输出量之间既有正向的控制作用，又有反向的反馈控制作用，形成 一个闭环。 §11.1 机电传动控制系统的组成 通常自动控制系统的方框图如下图： §11.1 机电传动控制系统的组成 自动控制系统的分类： 按采用不同的反馈方式分：转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈及电流正反馈； 按自动调节系统的复杂程度分：单环自动调节系统和多环自动调节系统； 按系统稳态时被调量与给定量有无差别分：有静差调节系统和无静差调节系统； §11.1 机电传动控制系统的组成 按调节动作与时间的关系分：断续控制系统和连续控制系统； 按系统中所包含的元件特性分：线性控制系统和非线性控制系统。 §11.1 机电传动控制系统的组成 按给定量变化的规律分：定值调节、程序控制和随动系统； §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 生产机械对自动调速系统技术指标的要求 一、静态技术指标 静差度：表示生产机械运行时转速稳定的程度，即要求静差度S应小于一定数值。 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，若在最低转速运行时能满足静差度的要求，则在其他转速时必能满足要求。 调速范围：不同的生产机械要求的调速范围各不相同。 调速的平滑性：用两个相邻调速级的转速差来衡量，在一定的调带范围内，可以得到的稳定运行转速级数越多，调速的平滑性就越高，若级数趋近于无穷大，即表示转速连续可调，称为无级调速。 §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 二、动态技术指标 最大超调量 超调量太大，达不到生产工艺上的要求，太小，则会使过渡过程过于缓慢，不利于生产率的提高等，一般为10%-35%。 §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 振荡次数：在过渡过程时间内，被调量n在其稳定值上下摆动的次数。 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(且以后不再越出此范围)的一段时间。 §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 系统1时间过长 系统2振荡次数多 系统3较好 §11.2 机电传动控制系统调速方案的选择 §11.3 晶闸管-电动机直流传动控制系统 单闭环直流调速系统 常见的单闭环直流调速系统如图11.8。 ～ 电流截止 负反馈 电动机 调节器 （放大器） 变流器 速度 负反馈