第十一章 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)

1、2. 調(diào)速范圍調(diào)速范圍D在在額定負(fù)載額定負(fù)載下，允許的下，允許的最高轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速和在保證生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速變化率要求的前提和在保證生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速變化率要求的前提下所能達(dá)到的下所能達(dá)到的最低轉(zhuǎn)速最低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范圍之比稱為調(diào)速范圍 。minemaxennD 車床車床龍門刨床龍門刨床鉆床鉆床銑床銑床軋鋼機(jī)軋鋼機(jī)造紙機(jī)造紙機(jī)進(jìn)給機(jī)械進(jìn)給機(jī)械201202040212203031510205300003. 調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性，通常是用兩個(gè)相鄰調(diào)速級(jí)的轉(zhuǎn)速差來衡量的。調(diào)速的平滑性，通常是用兩個(gè)相鄰調(diào)速級(jí)的轉(zhuǎn)速差來衡量的。調(diào)速調(diào)速無級(jí)調(diào)速無級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速有級(jí)調(diào)速以改變直流電動(dòng)機(jī)電樞外加電壓

2、調(diào)速為例，說明調(diào)速范圍以改變直流電動(dòng)機(jī)電樞外加電壓調(diào)速為例，說明調(diào)速范圍D與靜差度與靜差度S之間之間的關(guān)系的關(guān)系 ：超調(diào)量超調(diào)量2. 過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間T從輸入控制（或擾動(dòng)）作用于系統(tǒng)從輸入控制（或擾動(dòng)）作用于系統(tǒng)開始直到被調(diào)量開始直到被調(diào)量 n 進(jìn)入（進(jìn)入（0.05 0.02）n2穩(wěn)定值區(qū)間時(shí)為止（并且以后不再越出穩(wěn)定值區(qū)間時(shí)為止（并且以后不再越出這個(gè)范圍）的一段時(shí)間，叫作過渡過程這個(gè)范圍）的一段時(shí)間，叫作過渡過程時(shí)間。時(shí)間。過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間3. 振蕩次數(shù)振蕩次數(shù) N在過渡過程時(shí)間內(nèi)在過渡過程時(shí)間內(nèi),被調(diào)量被調(diào)量n在其穩(wěn)定值在其穩(wěn)定值上下擺動(dòng)的次數(shù)。上下擺動(dòng)的次數(shù)。如圖所示是三

3、種不同調(diào)速系統(tǒng)被調(diào)量從如圖所示是三種不同調(diào)速系統(tǒng)被調(diào)量從x1改變?yōu)楦淖優(yōu)閤2時(shí)的變化情況。時(shí)的變化情況。系系統(tǒng)統(tǒng)超調(diào)超調(diào)量量過渡過程過渡過程時(shí)間時(shí)間T振蕩振蕩次數(shù)次數(shù)性能性能10長(zhǎng)長(zhǎng)無無不好不好2大大長(zhǎng)長(zhǎng)多多不好不好3小小短短中中好好目的：找到減小靜態(tài)速降、擴(kuò)大調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)性能的途徑。目的：找到減小靜態(tài)速降、擴(kuò)大調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)性能的途徑。 靜特性表示出靜特性表示出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流之間的大小關(guān)系。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流之間的大小關(guān)系。 (2) (2) 基本思想方法基本思想方法tICRIUd1111100i01/ RUIItUCRURRUd1 i10i010比例積分調(diào)節(jié)器PI調(diào)節(jié)器

4、的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分，第二部分是積分部分。在零初始狀態(tài)和階躍輸入下，輸出電壓的時(shí)間特性如圖所示。11.2.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)一、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)一、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)采用采用PI調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器ST的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既能得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既能得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，又能獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。節(jié)，又能獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。啟動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的作用越來越大，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越來啟動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的作用越來越大，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越來越小，啟動(dòng)過程變慢，因此轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)不能滿足快

5、速啟動(dòng)、停止和反向越小，啟動(dòng)過程變慢，因此轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)不能滿足快速啟動(dòng)、停止和反向的要求。的要求。用加大過渡過程中的電流即加大動(dòng)用加大過渡過程中的電流即加大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、停止和反向的態(tài)轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、停止和反向的要求，但電流不能超過晶閘管和電動(dòng)機(jī)要求，但電流不能超過晶閘管和電動(dòng)機(jī)的允許值。為此，應(yīng)采取一種方法，使的允許值。為此，應(yīng)采取一種方法，使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩保持不電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩保持不變，即電動(dòng)機(jī)電樞電流不變，且為電動(dòng)變，即電動(dòng)機(jī)電樞電流不變，且為電動(dòng)機(jī)電樞允許的最大電流，當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，機(jī)電樞允許的最大電流，當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，使電流回到額定值。使電流

6、回到額定值。二、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)二、雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1）系統(tǒng)采用兩個(gè)調(diào)節(jié)器（一般采用PI調(diào)節(jié)器）分別對(duì)速度和電流兩個(gè)參量進(jìn)行調(diào)節(jié)。對(duì)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器稱為速度調(diào)節(jié)器ST；對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器稱為電流調(diào)節(jié)器LT。2）來自速度給定電位器的信號(hào)Ugn與速度反饋信號(hào)Ufn比較的偏差送到速度調(diào)節(jié)器ST的輸入端。速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器LT的給定信號(hào)，與電流反饋信號(hào)比較的偏差送到電流調(diào)節(jié)器LT的輸入端，電流調(diào)節(jié)器的輸出送到觸發(fā)器以控制可控整流器，整流器為電動(dòng)機(jī)提供直流電壓3）從閉環(huán)反饋的結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面，是內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面，為外環(huán)，二者進(jìn)行串級(jí)聯(lián)接。在控制系統(tǒng)中，常把這種系統(tǒng)稱為雙閉環(huán)系統(tǒng)。11.3 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 反反向向運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電電流流，使使電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)能能正正、向向直直流流電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)提提供供雙雙向向可可逆逆直直流流系系統(tǒng)統(tǒng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)電電流流，使使電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)單單向向運(yùn)運(yùn)向向直直流流電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)提提供供單單向向不不可可逆逆直直流流系系