文档介绍：第1章闭环控制的直流调速系统
单闭环直流调速系统的稳态分析和设计
2017/11/29
---主要内容---
转速控制的要求和调速指标
开环调速系统及其存在的问题
闭环调速系统的组成及其静特性
开环系统机械特性和闭环系统静特性的关系
反馈控制规律
闭环直流调速系统稳态参数的计算
限流保护—电流截止负反馈
一、转速控制的要求和调速指标
对于调速系统转速控制的要求有以下三方面:
调速
稳速
加、减速
调速系统的两个稳态性能指标
调速范围
静差率
为了进行定量的分析,针对前两项要求定义两个调速指标:调速范围和静差率。合称为调速系统的稳态性能指标。
调速范围和静差率的定义;
不同转速下的静差率;
静差率和机械特性硬度的关系与区别;
直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系。
1、调速范围
生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围,用字母 D 表示,即
其中:nmin 和nmax 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速。
2、静差率
负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落,与理想空载转速之比,称作静差率 s ,静差率用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度。
或
式中: nN = n0 - nN
静差率和机械特性硬度的关系:
静差率与机械特性硬度的区别:
图: 不同转速下的静差率
静差率和机械特性硬度的关系:
特性越硬,静差率越小,转速的稳定度就越高。
静差率与机械特性硬度的区别:
对于同样硬度的特性,理想空载转速越低时,静差率越大,转速的相对稳定度也就越差。
3、直流变压调速系统中调速范围、 静差率和额定速降之间的关系
调速范围和静差率这两项指标并不是彼此孤立的,必须同时提才有意义。
调速系统静差率,应以最低速时所能达到的数值为准。
调速系统的调速范围,是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。
二、开环调速系统及其存在的问题
举例:
某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机,其额定数据如下:60kW,220V,305A,1000r/min,采用V-M系统,主电路总电阻R=,电动机电动势系数Ce=·min/r。如果要求调速范围 D = 20,静差率s≤ 5%,采用开环调速能否满足?若要满足这个要求,系统的额定速降最多能有多少?
解: 当电流连续时,V-M系统的额定速降为
开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为
如果要求D = 20,s ≤ 5%,则有
三、闭环调速系统的组成及其静特性
带转速负反馈的闭环直流调速系统原理框图如下:
调速系统开
环机械特性:
放大器:
电压比较环节:
电力电子变换器
测速反馈环节