機(jī)電傳動(dòng)控制電子章

第1節(jié)直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念第2節(jié)速度負(fù)反饋單閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第3節(jié)無(wú)靜差調(diào)速控制系統(tǒng)第4節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)第10章直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制第1節(jié)直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念1.直流電動(dòng)機(jī)工作原理2.直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性方程他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)電路示意圖機(jī)械特性方程(M—n關(guān)系)電路平衡方程式直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念3.調(diào)速方式a）負(fù)載類(lèi)型*恒功率負(fù)載

——調(diào)速過(guò)程中，輸出功率不變。但此時(shí)轉(zhuǎn)矩變化（P=常量、M隨速度上升而下降）*恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載

——調(diào)速過(guò)程中，輸出轉(zhuǎn)矩不變。但此時(shí)功率變化（M=常量、P隨速度上升而增加）b）調(diào)速方式*調(diào)壓調(diào)速（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）*調(diào)磁調(diào)速（恒功率調(diào)速）直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念3.調(diào)速方式*調(diào)壓調(diào)速（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）*調(diào)磁調(diào)速（恒功率調(diào)速）直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念4.調(diào)速裝置晶閘管整流裝置設(shè)備直流電動(dòng)機(jī)*靜止可控整流器（V-M靜止Ward-Leonard系統(tǒng)）直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念調(diào)速裝置*PWM系統(tǒng)（直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器）PWM裝置設(shè)備直流電動(dòng)機(jī)PWM系統(tǒng)（直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器）直流斬波器和脈寬調(diào)制變換器工作原理示意④調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性調(diào)速設(shè)備等硬件費(fèi)用運(yùn)行費(fèi)用5.調(diào)速指標(biāo)③靜差率（s）定義：額定負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)速落差與理想空載轉(zhuǎn)速之比；①調(diào)速范圍（D）定義：額定負(fù)載下，最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比；②調(diào)速的平滑性定義：相鄰兩個(gè)轉(zhuǎn)速之比；（1）靜態(tài)性能指標(biāo)直流調(diào)速控制系統(tǒng)的基本概念（2）靜差率與調(diào)速范圍的關(guān)系

關(guān)系：靜差率、調(diào)速范圍、靜態(tài)速降、最高轉(zhuǎn)速；調(diào)速指標(biāo)（3）動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1）跟隨性指標(biāo)*最大超調(diào)量*振蕩次數(shù)N2）抗干擾性能指標(biāo)*動(dòng)態(tài)降落*恢復(fù)時(shí)間tv調(diào)速指標(biāo)⑴開(kāi)環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

——調(diào)速而不穩(wěn)速⑵閉環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成整流調(diào)節(jié)電壓控制部分直流拖動(dòng)部分測(cè)速反饋部分閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

——調(diào)速并穩(wěn)速1.調(diào)速系統(tǒng)組成第2節(jié)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)2.速度負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（1）閉環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性方程(M—n關(guān)系)3.調(diào)速系統(tǒng)靜特性分析轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)（2）開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性方程(M—n關(guān)系)（3）系統(tǒng)靜特性分析轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性方程

第3節(jié)無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)有差調(diào)速：必須存在ΔU調(diào)節(jié)器調(diào)速：無(wú)差調(diào)速有差調(diào)速與調(diào)節(jié)器調(diào)速（1）調(diào)節(jié)器原理1.調(diào)節(jié)器A點(diǎn)為虛地點(diǎn)：（2）比例調(diào)節(jié)器t調(diào)節(jié)器（3）積分調(diào)節(jié)器積分調(diào)節(jié)器的特性*輸出保持性*限幅特性（線性工作區(qū)非線性工作區(qū)）調(diào)節(jié)器（4）比例積分調(diào)節(jié)器比例積分調(diào)節(jié)器的特性*快速響應(yīng)特性*輸出保持特性調(diào)節(jié)器2.單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)（采用PI調(diào)節(jié)器）組成：測(cè)速系統(tǒng)，整流系統(tǒng)，直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，調(diào)速系統(tǒng)；調(diào)節(jié)量：n（1）系統(tǒng)組成無(wú)靜差直流調(diào)速系統(tǒng)（2）系統(tǒng)分析Ittttnn1UdaudaUda1Uda2123nI1I21）調(diào)速2）穩(wěn)速起動(dòng)時(shí)，給定電壓Ug，

n=0，u=Ug，當(dāng)n=

n1，，積分作用，保持輸出恒定；u=0負(fù)載增加I1-

I2,速度出現(xiàn)n，u>0；曲線1為的比例部分變化，曲線2為的積分部分變化，曲線3為合成變化；uu當(dāng)時(shí)，Ud達(dá)到新的平衡點(diǎn)Uda2u=0單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)（采用PI調(diào)節(jié)器）1.問(wèn)題的提出自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)工作要求：但是在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能要求較高時(shí)，例如：要求快速起動(dòng)、制動(dòng)，突加負(fù)載時(shí)要求動(dòng)態(tài)速降小等，此時(shí)，單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中不能完全按照需要控制動(dòng)態(tài)過(guò)程的電流和轉(zhuǎn)矩。單閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，已能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。問(wèn)題：tIdLnIdmIcrIdntIdLnIdmIdn第4節(jié)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

滿(mǎn)足控制動(dòng)態(tài)過(guò)程中電流和轉(zhuǎn)矩的要求，需要恒流源；實(shí)際運(yùn)行要求：

起動(dòng)時(shí)只有電流反饋起作用，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，只有轉(zhuǎn)速反饋起作用。

電流負(fù)反饋能夠得到近似的恒流過(guò)程。實(shí)際工作過(guò)程要求：2.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)組成組成：系統(tǒng)內(nèi)環(huán)——電流環(huán)；系統(tǒng)外環(huán)——速度環(huán)；直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)3.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)分析（1）調(diào)速系統(tǒng)組成分析（2）調(diào)節(jié)器工作特性*調(diào)速系統(tǒng)由速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器串級(jí)聯(lián)接構(gòu)成；*兩個(gè)調(diào)節(jié)器均為PI調(diào)節(jié)器，輸出均帶有限幅值；*速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅（飽和）電壓Uim；*電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅（飽和）電壓Udm，限制整流輸出的最大值；調(diào)節(jié)器穩(wěn)態(tài)工作為兩種狀態(tài)飽和狀態(tài)——輸出達(dá)到限幅值；輸出為恒值，與輸入無(wú)關(guān)，反向輸入后，退出飽和；非飽和狀態(tài)——輸出未達(dá)到限幅值；輸出使偏差電壓Δu=0；調(diào)節(jié)器處于飽和狀態(tài)時(shí)，輸出達(dá)到限幅值，相當(dāng)于調(diào)節(jié)器開(kāi)環(huán)。直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（3）調(diào)速1）起動(dòng)過(guò)程分析

到達(dá)給定轉(zhuǎn)速no后，速度調(diào)節(jié)器起作用，電流下降到IdL，電流調(diào)節(jié)器僅起傳遞作用。

電流調(diào)節(jié)器輸入端的Ui迫使主回路電流Id

迅速增大到Idm為止，系統(tǒng)在電流調(diào)節(jié)器保持輸出電流為最大值Idm情況下加速。

輸出轉(zhuǎn)速由n=0上升到n=no之前，速度調(diào)節(jié)器輸出端一直處于限幅值不變。此時(shí)速度調(diào)節(jié)器工作在飽和狀態(tài)，開(kāi)路，不起作用。IdLn0nIdttIdm123

起動(dòng)時(shí)，速度調(diào)節(jié)器輸入端給定電壓Ug，n=0，較大，輸出電壓很快

達(dá)到限幅值Ui

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