机电传动控制 第十一章 直流传动控制系统详解.ppt

当突加输入信号Ui时，开始瞬间电容C1相当于短路，反馈回路中只有电阻R1，此时相当于比例调节器，它可以毫无延迟地起调节作用，故调节速度快； 随着电容C1被充电而开始积分，U0线性增长，直到稳态。 在稳态时， C1相当于开路，放大器呈现出极大的开环放大倍数。 * 2. 采用PI调节器的无静差调速系统 放大器采用具有比例积分调节器的调速系统为无静差调速系统。 静态时U=Ug－Uf，调节作用停止，由于积分作用，调节器的输出电压Uk保持在某一数值上，即Ud固定，以维持电动机在给定转速下运转。由于静态时呈现出无穷大的放大倍数，系统可以消除静态误差，故称无静差调速系统。 * 11.2.2 双闭环直流调速系统 一、转速负反馈调速系统的特点 采用PI调节器组成速度调节器ST的单闭环调速系统，既能得到转速的无静差调节，又能获得较快的动态响应。 启动过程中，随着转速的升高，转速负反馈的作用越来越大，使启动转矩越来越小，启动过程变慢，因此转速负反馈调速系统不能满足快速启动、停止和反向的要求。 * 一、转速负反馈调速系统的特点 用加大过渡过程中的电流即加大动态转矩来实现快速启动、停止和反向的要求，但电流不能超过晶闸管和电动机的允许值。为此，应采取一种方法，使电动机在启动过程中，动态转矩保持不变，即电动机电枢电流不变，且为电动机电枢允许的最大电流，当启动结束后，使电流回到额定值。 * 二、双闭环调速系统 1）系统采用两个调节器（一般采用PI调节器）分别对速度和电流两个参量进行调节。 对速度进行调节的调节器称为速度调节器ST； 对电流进行调节的调节器称为电流调节器LT。 * 2）来自速度给定电位器的信号Ugn与速度反馈信号Ufn比较的偏差送到速度调节器ST的输入端。速度调节器的输出作为电流调节器LT的给定信号，与电流反馈信号比较的偏差送到电流调节器LT的输入端，电流调节器的输出送到触发器以控制可控整流器，整流器为电动机提供直流电压 3）从闭环反馈的结构上看，电流调节环在里面，是内环；转速调节环在外面，为外环，二者进行串级联接。在控制系统中，常把这种系统称为双闭环系统。 * 11.3 可逆直流调速系统 一、利用接触器进行切换的可逆线路 * 二、利用晶闸管切换的可逆线路 * 三、采用两套晶闸管整流电路的可逆线路 * 四、脉宽调速 4．当它们以较高的频率（一般为2000Hz）交替导通时，电枢两端的电压波形如图所示。 1．三相交流电源经整流滤波变成电压恒定的直流电压； 2．1VS～4VS为四只可控硅，其中，处于对角线上的一对三极管的基极，因接受同一控制信号而同时导通或截止； 3．若1VS和4VS导通，则电动机电枢上加正向电压；2VS和3VS导通，电动机电枢上加反向电压。 * 由于机械惯性的作用，决定电动机转向和转速的仅为此电压的平均值。 设矩形波的周期为T ，正向脉冲宽度为t1，并设 为占空比。 则电枢电压的平均值 正向转速最高； 电动机正向； 电动机停止； 电动机反向； 反向转速最高； 人为地改变占空比，可以达到调速的目的。连续地改变脉冲宽度，即可实现直流电动机的无级调速。 * 第十一章 直流传动控制系统 11.1 自动调速系统主要性能指标 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 20～120 20～40 2～12 20～30 3～15 10～20 5～30000 3. 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