11.2晶闸管一电动机直流传动控制系统 分类 ,单闭环直流调速系统 按结构的不同:<双闭环直流调速系统 可逆系统 无静差直流调速系统 按静态误差的不同: 有静差直流调速系统 任务:>调节速度; 扩大调速范围,减小静态误差。 11.2.1单闭环直流调速系统 有静差调速系统 单纯由被调量负反馈组成的按比例控制的单闭环系统属有静差的自动调节系 统,简称有静差调速系统; )转速负反馈调速系统 1.基本组成
11.2 晶闸管－电动机直流传动控制系统 按结构的不同： 单闭环直流调速系统 双闭环直流调速系统 可逆系统 11.2.1 单闭环直流调速系统 一、有静差调速系统 单纯由被调量负反馈组成的按比例控制的单闭环系统属有静差的自动调节系 统，简称有静差调速系统； （一）转速负反馈调速系统 1. 基本组成 按静态误差的不同： 无静差直流调速系统 有静差直流调速系统 任务： ➢ 调节速度； ➢ 扩大调速范围，减小静态误差。 分类：
放大器:将外加电 触发电路:将放大器放大后整流电路:变交流 压和反馈信号经转换后的电压信号变为脉冲型号去控电压为直流电压 的电压之差进行放大。制整流电路的输出大小。 输出电压大小触 发电路输出脉冲信 号所决定整流电 路的输出为直流电 动机电枢的外加电 直流电动机系 统的控制对象。 给定电位器:转换元件:将测速测速发电机:与直流电动机 调节R的位置可发电机的转速转换成M同轴相连,即两者的速度相 改变给定电压Ug电压信号以便与给定同,测速发电机用来测量电动 的大小。 电压进行比较。 机的速度,称检测元件;
测速发电机：与直流电动机 M同轴相连，即两者的速度相 同，测速发电机用来测量电动 机的速度，称检测元件； 转换元件：将测速 发电机的转速转换成 电压信号以便与给定 电压进行比较。 给定电位器： 调节Rg的位置可 改变给定电压Ug 的大小。 放大器：将外加电 压和反馈信号经转换后 的电压之差进行放大。 触发电路：将放大器放大后 的电压信号变为脉冲型号去控 制整流电路的输出大小。 整流电路：变交流 电压为直流电压， 输出电压大小由触 发电路输出脉冲信 号所决定，整流电 路的输出为直流电 动机电枢的外加电 压； 直流电动机：系 统的控制对象
由系统的结构分析可知:1-5SME 系统的调速方法是改变外加电压调速; 令系统的反馈信号是被控制对象n本身; ☆反馈电压和给定电压的极性相反,即:AU=UgUr 该系统又称转速负反馈调速系统 2.工作原理 (1)稳态(Ug、U不变) U=UgU不变→Uk不变→a不变→不变n不变 当Ug、U不变时,电动机的转速不变,这种状态称为稳态 (2)调速(U不变,改变U的大小) U个→U↑=U-U→Uk个→a↓→U↑n个 Ug→LU=Ug-Ur→Uk→a↑→Ua>n 改变U的大小可改变电动机的转速,这种状态称为调速 (3)稳速(U不变、负载变化使U变化) 当负载增加使n→Ur小→△U↑=U-Ur→Uk个→a↓-Uaf→n个 当负载减小使n↑→U→AU↓=Ug-Ur→Uk4→>a↑→Uu>n 当负载发生变化使速度发生变化后,系统通过反馈能维持速度基本不变,这 种状态称为稳速
U = Ug −U f 由系统的结构分析可知：T9-5.SWF ❖ 系统的调速方法是改变外加电压调速； ❖ 系统的反馈信号是被控制对象n本身; ❖ 反馈电压和给定电压的极性相反，即: 该系统又称转速负反馈调速系统。 2. 工作原理 当Ug、Uf不变时，电动机的转速不变，这种状态称为稳态。 U = Ug −U f 不变 →Uk不变 → 不变 →Ud不变→ n 不变 (2) 调速（Uf不变，改变Ug的大小） Ug → U= Ug −U f →Uk → →Ud → n Ug → U = Ug −U f →Uk → →Ud → n 改变Ug的大小可改变电动机的转速，这种状态称为调速. (1) 稳态（Ug、Uf不变） (3) 稳速（Ug不变、负载变化使Uf变化) 当负载增加使 n →U f → U = Ug −U f →Uk → →Ud → n 当负载减小使 n →U f → U = Ug −U f →Uk → →Ud → n 当负载发生变化使速度发生变化后，系统通过反馈能维持速度基本不变，这 种状态称为稳速
3.静特性分析 目的:找到减小静态速降、扩大调速范围,提高系统性能的途径。 静特性表示出电动机的转速与负载电流之间的大小关系 (1)各环节输入输出的关系 °电动机电路 Ud=ken+lary=cen+laRy 式中:R=Rx+Ra→→电枢回路的总电阻; R 可控整流电源的等效内阻 R 电动机的电枢电阻。 ◎可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2,则Un≈K2Uk 放大器电路 设放大器的放大倍数为K,则Uk=KP△AU=KUg=Ur):+氵 ⊙反馈电路 速度反馈信号电压与转速n成正比,设放大系数为Kp则: Us=K
3. 静特性分析 目的：找到减小静态速降、扩大调速范围，提高系统性能的途径。 静特性表示出电动机的转速与负载电流之间的大小关系。 (1) 各环节输入输出的关系 电动机电路 Ud = Ken + IaR = Cen + IaR 式中: R = Rx + Ra 电枢回路的总电阻； Rx 可控整流电源的等效内阻； Ra 电动机的电枢电阻。 可控硅和触发电路 设可控硅和触发电路的放大倍数为K2 ，则： Ud K2Uk 放大器电路 设放大器的放大倍数为KP ，则： ( ) Uk = KPU = K p Ug −U f 反馈电路 速度反馈信号电压与转速n成正比，设放大系数为Kf，则： U f = K f n
(2)静特性 KG=Knk2—从放大器输入端到可 d=cen+lary 控整流电路输出端的电压 Ud=kok 放大倍数 U4=Kn(U。-U k P g K KnK2闭环系统的放大倍数 Ur=Ksn 如果系统没有转速负反馈(即 KUk=Cen+lary 开环系统)时,则整流器的输出 电压 K2Kp(Ug -Uf)=Cen+Iars d KK KGUg=Cen+Iary g K2kpUg-k2Kpkn=Cen+ lars P 由此可得开环系统的机械特性 K2KpUg-lary n 方程 K,K,K+Ce KcU。R KK.K n 令:KG=K2Kn,K 则: 开环系统的静特性 KAU G LR n C2(1+K)C(1+K) of 闭环系统的静特性
(2) 静特性 == − == + U K n U K (U U ) U K U U C n I R f f k p g f d k d e a 2 K2Uk = Cen + IaR K2Kp(Ug −U f ) = Cen + IaR K2KpUg − K2KpK f n = Cen + IaR p f e p a K K K C K K Ug I R n + − = 2 2 令： 则： ep f G p C K K K K K K ,K 2 = 2 = of f e a e G g n n C ( K ) I R C ( K ) K U n = − + − + = 1 1 − −闭环系统的静特性 KG = KpK2 ——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 K 2 CK K p ef = ——闭环系统的放大倍数 。 如果系统没有转速负反馈 （ 即 开环系统 ） 时 ，则整流器的输出 电压 : Ud = Kp K2Ug = KG Ug = Cen + Ia R 由此可得开环系统的机械特性 方程 : I n n CR C K U n a e e G g = − = − 0 − −开环系统的静特性