第六章直流调速系统LLax 456-1转速负反馈有静差直流调速系统 456-2无静差直流调速系统 4§6-3单闭环直流调速系统的限流保护 4§6-4电压负反馈和电流正反馈调速系统 4§6-5小功率有静差直流调速系统实例分析 4§6-6速度和电流双闭环直流调速系统 4§6-7可逆直流调速系统 6-1
第六章 直流调速系统 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统 §6-2 无静差直流调速系统 §6-3 单闭环直流调速系统的限流保护 §6-4 电压负反馈和电流正反馈调速系统 §6-5 小功率有静差直流调速系统实例分析 §6-6 速度和电流双闭环直流调速系统 §6-7 可逆直流调速系统 . 6-1
6-1转速负反馈有静差直流凋速系统μxx 直流电动机的调速方法有几种? 直流电动机的转速公式: Ud-Iar K o 由此可以看出,直流电动机有三种调速方法 (1)改变电枢供电电压Ud (2)改变磁通Φ (3)改变电枢回路电阻(串附加电阻) 6-2
§6-1 转速负反馈有静差直流调速系统 直流电动机的调速方法有几种？ 由此可以看出，直流电动机有三种调速方法： 直流电动机的转速公式： e d d d K U I R n − = (1) 改变电枢供电电压Ud (2) 改变磁通Φ （3）改变电枢回路电阻（串附加电阻） . 6-2
56-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽|下一 开环调速系统 1.系统的组成 >直流电动机a=iR4+la dt T=K① an L K①n 6-3
. 6-3 . 一、开环调速系统 1．系统的组成 ➢直流电动机 e K n dt dn T T J T K i e dt di u i R L e e L G e T d d d d d a = − = = = + + §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一下一宽 当电动机处于稳态运行时,did/dt=0,dn/dt=0,上式 可写成 UELR+e =K①I E=K①n 晶闸管整流电路 作用:把交流电变换成直流电。 形式:单相整流电路和三相整流电路 晶闸管有很多优点,但使用不当也会出现故障,甚 至损坏元件,应加保护电路。 6-4
当电动机处于稳态运行时，did/dt=0，dn/dt=0，上式 可写成 ➢ 晶闸管整流电路 E K n dt dn T T J T K I U I R E e e L G e T d d d d = − = = = + 晶闸管有很多优点，但使用不当也会出现故障，甚 至损坏元件，应加保护电路。 作用：把交流电变换成直流电。 形式：单相整流电路和三相整流电路。 6-4 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽一宽 >触发电路 形式单结晶体管触发电路、正弦波触发电路、 锯齿波触发电路。 2.基本工作原理 给定输入信号Uc,经过触发电路控制晶闸管整流电路 使交流电源整流岀直流电压U。供给直流电动机,使电动 机以一定的速度旋转 电动机的机械特性为: IR K,U-L,R Kr Idr C 其中△n=R 为系统的开环稳态速降 6-5
➢触发电路 2． 基本工作原理 为系统的开环稳态速降 . 6-5 . 形式：单结晶体管触发电路、正弦波触发电路、 锯齿波触发电路。 给定输入信号Uc，经过触发电路控制晶闸管整流电路， 使交流电源整流出直流电压Udo供给直流电动机，使电动 机以一定的速度旋转。 电动机的机械特性为： n n C I R U C K C K U I R C U I R n o e d c e t r e t r c d e d o d = − = − − = − = e d C I R n 0 = §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统 其中
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽一宽 缺点:当外界有扰动(例如负载浪动)时,开环系统 不能自动进行补偿。 二、转速负反馈有静差直流调速系统 --- 增加放 大环节 增加了转速检 测环节 6
缺点：当外界有扰动（例如负载波动）时，开环系统 不能自动进行补偿。 . 6-6 . 二、转速负反馈有静差直流调速系统 增加了转速检 测环节 增加放 大环节 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽一宽 系统的自动调节过程: T↑→n↓→Un4→△U↑=Usn-Un→Uk↑→脉冲前移 Ud↑→n↑ 具有比例放大器的调速系统一定是有差的。 如无差,则AU=0Uk、U均为零,电动机不可能旋 转 闭环系统的稳态数学模型 1稳态框图 放大器:△U=Usn-Ufn UK=KAU Kp为放大器的放大倍数 触发器和晶闸管整流装置:Ud=K1Uk Ktr为触发器和晶闸管整流装置的放大倍数
• 具有比例放大器的调速系统一定是有差的。 三、闭环系统的稳态数学模型 如无差，则ΔU=0→Uk、Udo均为零，电动机不可能旋 转。 触发器和晶闸管整流装置：Udo=KtrUk 系统的自动调节过程： . 6-7 . TL↑→n↓ →Ufn↓ →ΔU↑=Usn-Ufn →Uk↑ →脉冲前移 →Ud↑ →n↑ 放大器：ΔU=Usn-Ufn Uk=KpΔU Kp为放大器的放大倍数 1.稳态框图 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统 Ktr为触发器和晶闸管整流装置的放大倍数
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽一宽 电动机: udo - ldr K=(U4-1R)k 其中 K K。p 反馈环节:Uhn=an 式中∝n为速度负反馈系数 系统的稳态框图 IaRE K EA Km n fn n
反馈环节：Ufn=αnn 电动机： . 6-8 . 系统的稳态框图: do d m e do d U I R K K U I R n ( ) = − − = e m K K 1 其中 = 式中αn为速度负反馈系数 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽下一 2系统的静特性方程式: K,KirK KR Ikka I+KKK p mn p tr mn lr K 其中△n=1 1+KKK.a —闭环系统的稳态速降 P nn K=KK<K(nn为转速负反馈系统的开环放大倍数。 3系统的静特性分析: 1,R、K 1+kkK 1+K P 加转速负反馈后,闭环系统的稳态速降An是开环 系统转速降An的1/(1+Kn)倍。 6
2.系统的静特性方程式： . 6-9 . 加转速负反馈后，闭环系统的稳态速降Δnc是开环 系统转速降Δn0的1/（1+Kn）倍。 o c p t r m n m d s n p t r m n p t r m n n K K K K I R U K K K K K K n = − + − + = 1 1 p t r m n d m c K K K I R K n + = 1 3.系统的静特性分析： 其中 ——闭环系统的稳态速降 p t r m n n d m c K n K K K I R K n + = + = 1 1 0 Kn=KpKtrKmαn 为转速负反馈系统的开环放大倍数。 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统
§6-1转速负反馈有静差直流调速系统 上一宽下…宽 闭环后使机械特性变硬的物理实质 闭环 A do2 开环 随之减少,通过放大器的比较和放大,提高闻管整流装的出圖固 电压U使系统工作在新的机械特性上,因而转速能有所回升,61 使得闭环系统的稳态速降比开时小得多 6-10
. 6-10 . 闭环后使机械特性变硬的物理实质: Id n n0 Id1 Id3 Udo1 Udo2 Udo3 A C 闭环系统中，由于引入转速负反馈，转速稍有下降，反馈电压也 随之减少，通过放大器的比较和放大，提高晶闸管整流装置的输出 电压Udo1，使系统工作在新的机械特性上，因而转速能有所回升， 使得闭环系统的稳态速降比开环时小得多。 B §6-1 闭环 开环 §6-1 转速负反馈有静差直流调速系统