1-4反馈控制闭环调速系统的 稳态分析和设计 、生产要求与调速指标 二、开环调速系统的性能及存在的问题 、闭环调速系统的组成及静特性 四、开环系统杋械特性与闭环调速系统机械特性比较 五、反馈控制规律 六、反馈空载系统的组成元件及稳态参数计算 七、限流保护一电流截止负反馈
1-4 反馈控制闭环调速系统的 稳态分析和设计 一、生产要求与调速指标 二、开环调速系统的性能及存在的问题 三、闭环调速系统的组成及静特性 四、开环系统机械特性与闭环调速系统机械特性比较 五、反馈控制规律 六、反馈空载系统的组成元件及稳态参数计算 七、限流保护－电流截止负反馈
1.4.1、转速控制的要求与调速指标 1、调速要求 任何一台需要控制转速的设备,其生产工艺对调速性能都 有一定的要求。归纳起来,对于调速系统的转速控制要求有以 下三个方面: 1)调速:在一定的最高转速和最低转速范围内nnm~nax, 分挡地(有级)或平滑地(无级)调节转速; (2)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。 (3)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。 以上三个方面有时都须具备,有时只要求其中的一项 或两项,特别是调速和稳速两项,常在各种场合都碰到, 可能是相互矛盾的
1.4.1、转速控制的要求与调速指标 （1）调速：在一定的最高转速和最低转速范围内nmin~nmax ， 分挡地（有级）或 平滑地（无级）调节转速； （2）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。 （3）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。 以上三个方面有时都须具备，有时只要求其中的一项 或两项，特别是调速和稳速两项，常在各种场合都碰到， 可能是相互矛盾的。 任何一台需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能都 有一定的要求。归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以 下三个方面： 1、调速要求
2、调速指标 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 D maX min (1-31) 其中nm和nn一般都指电机额定负载时的转速, 对于少数负载很轻的机械,例如精密磨床 也可用实际负载时的转速
2、调速指标 • 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 min （1-31） max n n D = 其中nmin和nmax一般都指电机额定负载时的转速， 对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床， 也可用实际负载时的转速
静差率:当系统在某一转速下运行时,负载由理 想空载增加到额定值时所对应的转速降落△nN, 与理想空载转速no之比,称作静差率s,即 △ S (1-32) 或用百分数表示×10% (1-33) 式中△N=n0-nN
• 静差率：当系统在某一转速下运行时，负载由理 想空载增加到额定值时所对应的转速降落 nN ， 与理想空载转速 n0之比，称作静差率 s ，即 0 N n n s = 或用百分数表示 100% 0 N = n n s 式中 nN = n0 - nN （1-32） （1-33）
3.静差率与机械特性硬度的区别 然而静差率和 机械特性硬度又是mo 有区别的。一般调 压调速系统在不同 转速下的机械特性no 是互相平行的。对 于同样硬度的特性, 理想空载转速越低 时,静差率越大,O eN 转速的相对稳定度 也就越差。 理想转速大的静差率小
0 TeN Te n0a n0b a b ∆ nNa ∆ nNb n O 3. 静差率与机械特性硬度的区别 然而静差率和 机械特性硬度又是 有区别的。一般调 压调速系统在不同 转速下的机械特性 是互相平行的 。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。 理想转速大的静差率小
静差率与机械特性硬度的区别(续) 例如: 在1000r/min时降落10rmin,只占1%; 在100r/min时同样降落10rmin,就占10%; 如果在只有10r/min时,再降落10r/min,就占 100%,这时电动机已经停止转动,转速全部 降落完了。 因此,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 调速系统的静差率指标应以最低速时所能 达到的数值为准
– 例如： 在1000r/min时降落10r/min，只占1%； 在100r/min时同样降落10r/min，就占10%； 如果在只有10r/min时，再降落10r/min，就占 100%，这时电动机已经停止转动，转速全部 降落完了。 静差率与机械特性硬度的区别（续） 因此，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。 调速系统的静差率指标应以最低速时所能 达到的数值为准
4.调速范围、静差率和额定速降之间的关系 设:电机额定转速八为最高转速,转速降落为△nN 则按照上面分析的结果,该系统的静差率应该是 最低速时的静差率,即 N N 0 +△n, mIn min 于是,最低转速为 1-s)△ △ min
4. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系 设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为nN， 则按照上面分析的结果，该系统的静差率应该是 最低速时的静差率，即 min N N 0min N n n n n n s + = = 于是，最低转速为 s s n n s n n N N N min (1− ) − = =
而调速范围为D=m=K mIn min 将上面的式代入n,得D (1-34) Ann(I-s) 式(1-34)表示调压调速系统的调速范围、静差 率和额定速降之间所应满足的关系。对于同一个调 速系统,△n值一定,由式(1-34)可见,如果对 静差率要求越严,即要求s值越小时,系统能够允 许的调速范围也越小
而调速范围为 min N min max n n n n D = = 将上面的式代入 nmin，得 (1 ) N N n s n s D − = 式（1-34）表示调压调速系统的调速范围、静差 率和额定速降之间所应满足的关系。对于同一个调 速系统， nN 值一定，由式（1-34）可见，如果对 静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允 许的调速范围也越小。 （1-34）
ˉ例题1-1某直流调速系统电动机额定转速为,额定速降 △nN=115rmin,当要求静差率30%时,允许多大的调速范 围?如果要求静差率20%,则调速范围是多少?如果希望 调速范围达到10,所能满足的静差率是多少? 解要求30%时,调速范围为 1430×0.3 D (1-s)115×(1 0.3)53 若要求20%,则调速范围只有 1430×0.2 3.1 15×(1-0.2) 若调速范围达到10,则静差率只能是 D△ 10×115=0446446%0 nx+D△N1430+10×115
◼例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为，额定速降 nN = 115r/min，当要求静差率30%时，允许多大的调速范 围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望 调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？ 解 要求30%时，调速范围为 若要求20%，则调速范围只有 若调速范围达到10，则静差率只能是 5.3 115 (1 0.3) 1430 0.3 (1 ) N N = − = − = n s n s D 3.1 115 (1 0.2) 1430 0.2 = − D = 0.446 44.6% 1430 10 115 10 115 N N N = = + = + = n D n D n s