自动调速系统 课件 项目二 单闭环直流调速系统的安装与调试.pptx

单闭环直流调速系统的安装与调试《自动调速系统》

学习目标理解开环调速的缺点及其改进方法。通过与开环调速相比较，掌握闭环调速系统的优点。理解单闭环系统的开环放大倍数对系统的稳态、动态性能的影响。知识目标掌握转速负反馈调速系统的组成，能画出其原理图。掌握转速负反馈调速系统的工作原理，会分析其抗干扰特性。能在实验室熟练完成单闭环调速系统的接线与调试，会测试单闭环调速系统的静特性。技能目标培养学生自主学习的能力。培养学生爱岗敬业的职业精神。素质目标

项目描述01

单闭环直流调速系统设计旨在实现对直流电动机的精确调速控制。该系统以STC89C52微处理器为核心控制单元，采用增量式PID算法，结合霍尔测速传感器、电动机驱动器以及输入、输出设备，实现对直流电动机转速的实时精确调整与监控，提高生产效率、降低能耗并改善设备性能。随着微处理器技术的不断发展，该系统有望进一步优化和升级，以满足更高层次的控制需求和应用场景。

控制要求调速：在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或平滑地（无级）调节转速。稳速：以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量。加、减速：频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率，不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起、制动尽量平稳。

相关知识02

单闭环直流调速系统根据自动控制理论，要想使被控量保持稳定，可将被控量反馈到系统的输入端，构成负反馈闭环控制系统。将直流电动机的转速检测出来，反馈到系统的输入端，可构成转速负反馈直流调速系统，简称单闭环直流调速系统。闭环控制系统基本元件，一般可由给定元件、比较元件、放大校正元件、执行元件、被控对象、检测反馈元件组成。

单闭环直流调速系统各类元件作用：给出与希望的被控量相对应的系统输入量（给定量）。给定元件把检测反馈元件检测的被控量实际值的反馈量与给定元件给出的给定量进行比较，求出它们之间的偏差信号。比较元件对偏差信号进行放大与运算，校正输出一个按一定规律变化的控制信号，以提高系统的稳态性能和动态性能。放大校正元件可采用运算放大器和电阻、电容组成。放大校正元件

单闭环直流调速系统各类元件作用：根据放大校正元件单元的输出信号产生一个具有一定功率并能够被被控对象接受的控制量，使被控量与希望值趋于一致。执行元件自动控制系统中需要进行控制的设备或生产过程，它接受控制量，输出被控量，如电动机。被控对象对被控量进行检测并输出反馈量。如果这个物理量是非电量，一般再转换为电量，如测速发电机用于检测电动机转速并转换成直流电压。检测反馈元件

单闭环直流调速系统（一）转速负反馈单闭环调速系统单闭环调速系统的组成部分：给定电路：提供转速控制电压用于控制电动机转速的大小。转速调节器：由运算放大器构成的比例调节器有两个输入信号一个是转速给定信号另一个是转速反馈信号转速调节器的输出作为触发电路的移相控制电压Uct。触发电路GT：产生触发脉冲的触发角由移相控制电压Uct决定。

单闭环直流调速系统（一）转速负反馈单闭环调速系统单闭环调速系统的组成部分：整流桥和电动机主回路：整流装置输出电压大小决定电动机转速。转速检测与反馈电路：TG为永磁式直流发电机，将电动机转速转化为电压信号，经可调电阻输出转速反馈电压Un，Un与电动机转速大小成正比。

单闭环直流调速系统（一）转速负反馈单闭环调速系统系统的工件原理分析：电动机的转速大小受转速给定电压Un*控制。给定电压为零时，电动机停转；给定电压增大，转速上升；给定电压减小，转速下降。当给定电压增大时系统的调节原理为Un*↑→ΔU=（Un*-Un）↑→Uct↑→Ud↑→n↑当然转速升高会引起转速反馈电压Un升高，但其增量小于转速给定电压Un*的增量，偏差电压ΔU总体上是增大的，所以转速上升。反之，当给定电压下降时，转速下降，转速反馈也是下降的，但反馈电压的减小量小于给定电压的减小量，总体上ΔU是下降的，所以转速下降。

单闭环直流调速系统（一）转速负反馈单闭环调速系统系统的工件原理分析：根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统应该能够大大减少转速降落。当负载增加时，电动机因负载增加转速下降，则转速反馈电压减小。由于转速给定电压不变，偏差增加，通过调节放大器，使晶闸管变流器输出电压增加，从而使电动机的转速回升。该调节过程可以表示为

同相可分析电网电压下降时，系统的抗干扰性。电网电压下降时，整流装置输出电压减小，电动机转速下降，系统调节过程为单闭环直流调速系统（一）转速负反馈单闭环调速系统当给定量不变而电动机转速由于某种原因而产生变化时，可通过转速负反馈自动调节电动机转速而维持稳定，