KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统案例分析 摘要：介绍了杭州南方自动化仪表的KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统案例，分析了 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的结构特点与技术数据，给出了系统分析的思路，从主 电路结构、触发电路、调节器放大电路、给定电路、电压负反馈与电流正反馈环节、电流截 止负反馈保护电路、抗干扰与消振荡环节、其他辅助环节等8个方面研究了系统的组成及工 作原理，最后详细分析了系统抗扰动的自动调节过程。 0案例思维导图 1案例说明 2系统的结构特点和技术数据 3系统分析思路 4.1主电路 4.2触发电路 KZD-II 4.3调节器放大电路 型小功率有 静差直流调 4.4给定电路 速系统案例 4系统的组成及工作原理 4.5电压负反馈与电流正反馈环节 4.6电流截止负反馈保护电路 4.7抗干扰、消振荡环节 4.8其他辅助环节 5系统抗扰动的自动调节过程 1案例说明 杭州南方自动化仪表厂于1997年9月29日在杭州工商局注册挂牌成立，该厂主要生产 销售工业自动化仪表成套装置、电子元件。该厂生产的KZD小、KZD-Ⅱ型晶闸管直流调速装 置与直流电动机配套使用，能实现直流电动机的无级调速，与电加热器配合能实现电加热温 度的无级控制。它与电阻负载换档调速器相比较，具有省电、体积小、负载适应性强、操作 简单，且具有速度自动控制功能（与自动系统相配合）该装置特别适用于功率为4KW、电压 为220V(DC)以下的任何型号直流电机构成的直流调速系统，其输出稳定、可靠，调速范 围宽，同时具有限流保护、断电保护、外接联锁：手动/自动切换等功能，是一种可靠的品闸 管供电电源。由于该装置结构上采用性能可靠的集成电路，全部元件进行老化筛选，在线路 上利用负电流反馈和失磁保护环节，故进一步提高了输出稳定性和装置的自保性能
KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统案例分析 摘要：介绍了杭州南方自动化仪表的 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统案例，分析了 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的结构特点与技术数据，给出了系统分析的思路，从主 电路结构、触发电路、调节器放大电路、给定电路、电压负反馈与电流正反馈环节、电流截 止负反馈保护电路、抗干扰与消振荡环节、其他辅助环节等 8 个方面研究了系统的组成及工 作原理， 最后详细分析了系统抗扰动的自动调节过程。 0 案例思维导图 KZD-Ⅱ 型小功率有 静差直流调 速系统案例 1 案例说明 2 系统的结构特点和技术数据 5 系统抗扰动的自动调节过程 4.2 触发电路 4.1主电路 4.3 调节器放大电路 3 系统分析思路 4 系统的组成及工作原理 4.4 给定电路 4.5 电压负反馈与电流正反馈环节 4.6 电流截止负反馈保护电路 4.7 抗干扰、消振荡环节 4.8 其他辅助环节 1 案例说明 杭州南方自动化仪表厂于 1997 年 9 月 29 日在杭州工商局注册挂牌成立，该厂主要生产 销售工业自动化仪表成套装置、电子元件。该厂生产的 KZD-I、KZD-Ⅱ型晶闸管直流调速装 置与直流电动机配套使用，能实现直流电动机的无级调速，与电加热器配合能实现电加热温 度的无级控制。它与电阻负载换档调速器相比较，具有省电、体积小、负载适应性强、操作 简单，且具有速度自动控制功能（与自动系统相配合）该装置特别适用于功率为 4KW、电压 为 220 V（DC）以下的任何型号直流电机构成的直流调速系统，其输出稳定、可靠，调速范 围宽，同时具有限流保护、断电保护、外接联锁：手动/自动切换等功能，是一种可靠的晶闸 管供电电源。由于该装置结构上采用性能可靠的集成电路，全部元件进行老化筛选，在线路 上利用负电流反馈和失磁保护环节，故进一步提高了输出稳定性和装置的自保性能
2系统的结构特点和技术数据 如图1给出了KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的线路图。 VD 2w2k KM 色6 RP2 -VDs ]2 t 0 72Cw9 木vD A 。0 M 20 图1KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的线路图 该系统为小容量晶闸管直流调速装置，适用于4KW以下直流电动机的无级调速。调速 范围D≥10：1，静差率s≤10%，装置的电源电压为220V单相交流电，输出电压为直流160V, 输出最大电流304：系统主要配置Z3系列的小型他励电动机，励磁电压为直流18OV,励磁 电流为1A。 3系统分析思路 对实际系统进行分析的步骤是，先定性分析，后定量分析，即先分析各环节和各元件的 作用，搞清系统的工作原理，然后再建立系统的数学模型，进一步定量分析。 对晶闸管调速系统线路进行定性分析的一般顺序是：先主电路，后控制电路，最后是辅 助电路（含保护、指示、报警等）。 4系统的组成及工作原理 根据系统分析方法的步骤，先将系统分解成单元和环节，KZD-Ⅱ型系统被分成主电路和 控制电路（含反馈环节）两部分。其中主电路由单相桥式半控整流电路及保护环节、平波电 抗器和直流电动机组成，控制电路由给定环节、调节器环节、触发电路环节、电压负反馈
2 系统的结构特点和技术数据 如图 1 给出了 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的线路图。 图 1 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的线路图 该系统为小容量晶闸管直流调速装置，适用于 4KW 以下直流电动机的无级调速。调速 范围D 10 :1 ≥ ，静差率 s ≤10% ，装置的电源电压为220 V单相交流电，输出电压为直流160 V， 输出最大电流 30A；系统主要配置 Z3系列的小型他励电动机，励磁电压为直流 180V，励磁 电流为 lA。 3 系统分析思路 对实际系统进行分析的步骤是，先定性分析，后定量分析，即先分析各环节和各元件的 作用，搞清系统的工作原理，然后再建立系统的数学模型，进一步定量分析。 对晶闸管调速系统线路进行定性分析的一般顺序是：先主电路，后控制电路，最后是辅 助电路（含保护、指示、报警等）。 4 系统的组成及工作原理 根据系统分析方法的步骤，先将系统分解成单元和环节，KZD- II 型系统被分成主电路和 控制电路（含反馈环节）两部分。其中主电路由单相桥式半控整流电路及保护环节、平波电 抗器和直流电动机组成，控制电路由给定环节、调节器环节、触发电路环节、电压负反馈
电流正反馈和电流截止负反馈等环节组成。系统的组成框图如图2所示 哥 图 图2KZDⅡ型小功率有静差直流调速系统组成框图 4.1主电路 该系统容量小，调速精度与调速范围要求不高。为使设备简单，对要求不可逆的直流电 动机采用了单相桥式半控整流电路供电，经计算主电路整流器件晶闸管与二极管的电流容量 为50A,所以触发电路选择单结晶体管同步触发电路。当主电路直接由220V交流电源供电 时，考虑到允许电网电压波动土5%，能够确保输出的最大直流电压为 U4mx=220V×0.9×0.95-188V 式中，0.9为全波整流系数（平均值与有效值之比）：0.95为电压降低5%引起的系数。 根据计算结果，最好选配额定电压为180V的电动机，但由于单相品闸管整流装置的等 效内阻往往较大（几欧至几十欧），并为了使输出电压有较多的调节裕量，可以采用额定电压 为160V的电动机。当然也可用220V的电动机，但需要降低额定转速使用。 主电路采用串联式单相半控桥整流电路，即桥臂上的两只晶闸管和两只二极管分别串联 排在一侧，串联的二极管可以兼有续流二极管的作用。但这样，两个晶闸管阴极间将没有公 共端，脉冲变压器的两个二次绕组间将会有√互×220V的峰值电压，因此脉冲变压器的两个二 次绕组间的绝缘要求也要提高。 在要求较高或容量稍大(22kW以上)的场合，应接入平波电抗器L,以限制电流脉动， 改善换向条件，减少电枢损耗，并保持电流连续。 但接入电抗器后，会延迟晶闸管掣住电流1的建立，而单结晶体管同步触发电路输出的 脉冲宽度是比较窄的，为了保证晶闸管触发后可靠导通，在电抗器与两端并联一只电阻(1kQ), 以减少主电路电流到达晶闸管掣住电流所需要的时间。另一方面，在主电路突然断路时， 该电阻为电抗器提供了放电回路，减少了电抗器产生的过电压对主电路元器件的损害。 由于主电路中晶闸管的单向导电性，系统中电动机不能采用回馈制动方式。为了加快制 动和停车，本系统采用了能耗制动。R5为能耗制动电阻（因电阻规格与散热等原因，这里将 两只25W、512的绕线电阻器并联使用)，与KM的常闭触点组成能耗制动回路。 主电路中使用直流电流表、直流电压表来指示主电路电流与电动机两端电压的大小，R
电流正反馈和电流截止负反馈等环节组成。系统的组成框图如图 2 所示。 图 2 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统组成框图 4.1 主电路 该系统容量小，调速精度与调速范围要求不高。为使设备简单，对要求不可逆的直流电 动机采用了单相桥式半控整流电路供电，经计算主电路整流器件晶闸管与二极管的电流容量 为 50A，所以触发电路选择单结晶体管同步触发电路。当主电路直接由 220V 交流电源供电 时，考虑到允许电网电压波动±5%，能够确保输出的最大直流电压为 Ud max =220V 0.9 0.95 188V ×× = 式中，0.9 为全波整流系数（平均值与有效值之比）；0.95 为电压降低 5%引起的系数。 根据计算结果，最好选配额定电压为 180V 的电动机，但由于单相晶闸管整流装置的等 效内阻往往较大（几欧至几十欧），并为了使输出电压有较多的调节裕量，可以采用额定电压 为 160V 的电动机。当然也可用 220V 的电动机，但需要降低额定转速使用。 主电路采用串联式单相半控桥整流电路，即桥臂上的两只晶闸管和两只二极管分别串联 排在一侧，串联的二极管可以兼有续流二极管的作用。但这样，两个晶闸管阴极间将没有公 共端，脉冲变压器的两个二次绕组间将会有 2 220V × 的峰值电压，因此脉冲变压器的两个二 次绕组间的绝缘要求也要提高。 在要求较高或容量稍大（2.2kW 以上）的场合，应接入平波电抗器 Ld，以限制电流脉动， 改善换向条件，减少电枢损耗，并保持电流连续。 但接入电抗器后，会延迟晶闸管掣住电流 IL的建立，而单结晶体管同步触发电路输出的 脉冲宽度是比较窄的，为了保证晶闸管触发后可靠导通，在电抗器与两端并联一只电阻（1kΩ）， 以减少主电路电流到达晶闸管掣住电流 IL所需要的时间。另一方面，在主电路突然断路时， 该电阻为电抗器提供了放电回路，减少了电抗器产生的过电压对主电路元器件的损害。 由于主电路中晶闸管的单向导电性，系统中电动机不能采用回馈制动方式。为了加快制 动和停车，本系统采用了能耗制动。R15为能耗制动电阻（因电阻规格与散热等原因，这里将 两只 25W、51Ω 的绕线电阻器并联使用），与 KM 的常闭触点组成能耗制动回路。 主电路中使用直流电流表、直流电压表来指示主电路电流与电动机两端电压的大小，Rs
为电流表外配分流器 主电路的交、直流两侧，均设有阻容吸收电路（由50？电阻与2F电容串联构成的电路）， 以吸收浪涌电压。主电路中短路保护使用的熔断器容量为504（与整流器件容量相同）。 电动机励磁由单独的整流电路供电，为了防止失磁而引起“飞车”事故，在励磁电路中 串入欠电流继电器KA,只有当励磁电流小于某数值时，KA才动作。在主电路的接触器KM 的控制回路中，串接KA常闭触点。只有当KA动作，KA常闭触点断开，主接触器KM才 能失电，主电路KM常开触点断开，主电路电流为零，防止“飞车”事故发生。KA以通用 小型继电器(JTX一6.3V)代用，它的动作电流可通过分流电位器RP,进行调整。 主电路中的S为手动开关，KM为主电路接触器。S断开时，绿灯亮，表示己有电源 但系统尚未启动：S闭合后，红灯亮，同时KM线圈得电，使主电路与控制电路均接通电源， 系统启动。 4.2触发电路 采用由单结晶体管VT3组成的同步触发电路。VT;下方电阻R,=1002为输出电阻，VT3 上方电阻R=560Q为温度补偿电阻。以放大管VT2控制电容C2的充电电流。VT;为功放管， TP为脉冲变压器。VD1:为隔离二极管，它使电容C1两端电压能保持在整流电压的峰值上， 在VT5突然导通时，C放电，可增加触发脉冲的功率和前沿的陡度。VD1的另一个作用是阻 挡C1上的电压对单结晶体管同步电压的影响。 当晶体管VT2的基极电位降低时，VT2基极电流增加，集电极电流（即电容C2的充电电 流)也随着增加，于是电容电压上升加快，使VT3更早导通，触发脉冲前移，晶闸管整流器 输出电压增加。 4.3调节器放大电路 由晶体管VT1和电阻Rg、Rg构成的放大器为电压放大电路。在放大器的输入端(VT1的 基极)综合给定信号和反馈信号。两只串联的二极管VD16、VD1?为正向输入限幅器，VD1S 为反向输入限幅器。 为使放大电路供电电压平稳，通常并联一只电容C5,但这将使单结晶体管同步触发电路 的供电电压过零点消失。因为触发电路与放大器共用一个电源，此电源电压兼起同步电压作 用，若电压过零点消失，将无法使触发脉冲与主电路电压同步。为此，采用二极管VD14来隔 离电容C对同步电压的影响。 4.4给定电路 由变压器、VD1~VD4不可控整流电路、稳压管VS,构成稳压电源，作为给定电源，从 RP1、RP2、RP;上取出给定电压。其中RP整定最高给定电压，RP2整定最低给定电压，RP 是速度给定电位器。 4.5电压负反馈与电流正反馈环节 本系统采用带电流补偿控制的电压负反馈，电流、电压反馈取样电路如图3所示。 电压负反馈信号U取自分压电位器RP6(20k2),调节RP6即可调节电压反馈量的大
为电流表外配分流器。 主电路的交、直流两侧，均设有阻容吸收电路（由50Ω 电阻与2μF电容串联构成的电路）， 以吸收浪涌电压。主电路中短路保护使用的熔断器容量为 50A（与整流器件容量相同）。 电动机励磁由单独的整流电路供电，为了防止失磁而引起“飞车”事故，在励磁电路中 串入欠电流继电器 KA，只有当励磁电流小于某数值时，KA 才动作。在主电路的接触器 KM 的控制回路中，串接 KA 常闭触点。只有当 KA 动作，KA 常闭触点断开，主接触器 KM 才 能失电，主电路 KM 常开触点断开，主电路电流为零，防止“飞车”事故发生。KA 以通用 小型继电器（JTX—6.3 V）代用，它的动作电流可通过分流电位器 RP7进行调整。 主电路中的 S 为手动开关，KM 为主电路接触器。S 断开时，绿灯亮，表示已有电源， 但系统尚未启动；S 闭合后，红灯亮，同时 KM 线圈得电，使主电路与控制电路均接通电源， 系统启动。 4.2 触发电路 采用由单结晶体管 VT3组成的同步触发电路。VT3下方电阻 R6=100Ω为输出电阻，VT3 上方电阻 R4=560Ω为温度补偿电阻。以放大管 VT2控制电容 C2的充电电流。VT5为功放管， TP 为脉冲变压器。VD11为隔离二极管，它使电容 C1两端电压能保持在整流电压的峰值上， 在 VT5突然导通时，C1放电，可增加触发脉冲的功率和前沿的陡度。VD11的另一个作用是阻 挡 C1上的电压对单结晶体管同步电压的影响。 当晶体管 VT2的基极电位降低时，VT2基极电流增加，集电极电流（即电容 C2的充电电 流）也随着增加，于是电容电压上升加快，使 VT3更早导通，触发脉冲前移，晶闸管整流器 输出电压增加。 4.3 调节器放大电路 由晶体管 VT1和电阻 R8、R9构成的放大器为电压放大电路。在放大器的输入端（VT1的 基极）综合给定信号和反馈信号。两只串联的二极管 VD16、VD17为正向输入限幅器，VD15 为反向输入限幅器。 为使放大电路供电电压平稳，通常并联一只电容 C5，但这将使单结晶体管同步触发电路 的供电电压过零点消失。因为触发电路与放大器共用一个电源，此电源电压兼起同步电压作 用，若电压过零点消失，将无法使触发脉冲与主电路电压同步。为此，采用二极管 VD14来隔 离电容 C5对同步电压的影响。 4.4 给定电路 由变压器、VD1~ VD4不可控整流电路、稳压管 VS1构成稳压电源，作为给定电源，从 RP1、RP2、RP3上取出给定电压。其中 RP1整定最高给定电压，RP2整定最低给定电压，RP3 是速度给定电位器。 4.5 电压负反馈与电流正反馈环节 本系统采用带电流补偿控制的电压负反馈，电流、电压反馈取样电路如图 3a 所示。 电压负反馈信号Ufu 取自分压电位器 RP6 （20kΩ），调节 RP6即可调节电压反馈量的大
小。电阻R13(1.5k2)用来限制U的上限电压，电阻R14(15kQ)用来限制U的下限 电压。U与电枢电压U,成正比，即U=yU,y为电压反馈系数。由于电压信号为负反馈， 所以U与Um极性相反 电流正反馈信号U取自电位器RP3(1002),调节RP5即可调节电流反馈量的大小。 Re为电枢电流Ia的取样电阻，为了减少整流主电路的总电阻，需要Re的阻值很小（此处为 0.1252),功率足够大（此处为20W)。电位器RP的阻值（此处为1002）比R大得多， RP与Re并联后，流经RP5的电流很小，RP5的功率可比Re的小得多。由于U,取自RP分压， 与IaR成正比，亦即U。与电枢电流1a成正比，所以U。=B1,式中B为电流反馈系数， 电流信号为正反馈，U。与U极性相同。 转速给定信号U。、电压负反馈信号U、电流正反馈信号U,按图3b给出的极性叠加后， 加入到比例放大器VT的输入端。 4.6电流截止负反馈保护电路 电流截止保护电路主要由电位器RP4、稳压管(VS、晶体管VT组成，如图4所示 C2 a)电流、电压反馈取样电路 b)叠加电路 图3给定电压、反馈电压叠加电路 图4电流截止保护电路 电流截止反馈信号(U。)取自电位器RP4,RP4与取样电阻R并联，调节RP4,可调 节电流截止反馈量的大小。利用稳压管产生比较电压U。当电枢电流1超过截止电流1时， U使稳压管2CW9击穿，并使晶体管VT4导通。VT4导通后，将触发电路中的电容C2旁路 (旁路电流为74)，从而使电源对电容C2的充电电流：减小，电容电压上升减慢、触发脉冲 后移，晶闸管输出电压下降，主电路电流下降，从而限制了主电路电流过大地增加。如果 电流反馈信号能增强到一定程度，使C充电电流太弱，触发电路将不会产生脉冲，电枢电流 1也就变为零。只要电枢电流1：下降后小于截止电流1，稳压管2CW9又重新回复阻断状态， VT4也回复到截止状态。系统自动恢复正常工作。 由于主电路电流a是脉动的，当瞬时电流很小，甚至为零时，VT,不能导通，失去电流
小。电阻 R13 （1.5kΩ ）用来限制Ufu 的上限电压，电阻 R14 （15kΩ ）用来限制Ufu 的下限 电压。Ufu 与电枢电压Ud 成正比，即U U fu d =γ ，γ 为电压反馈系数。由于电压信号为负反馈， 所以Ufu 与Ugn 极性相反。 电流正反馈信号Ufi 取自电位器 RP5 （100Ω ），调节 RP5即可调节电流反馈量的大小。 Rc为电枢电流 Id的取样电阻，为了减少整流主电路的总电阻，需要 Rc的阻值很小（此处为 0.125Ω ），功率足够大（此处为 20W ）。电位器 RP5的阻值（此处为100Ω ）比 Rc大得多， RP5与 Rc并联后，流经 RP5的电流很小，RP5的功率可比 Rc的小得多。由于Ufi 取自 RP5分压， 与 IdRc成正比，亦即Ufi 与电枢电流 Id成正比，所以U I fi d =β ，式中β 为电流反馈系数。 电流信号为正反馈，Ufi 与Ugn 极性相同。 转速给定信号Ugn 、电压负反馈信号Ufu 、电流正反馈信号Ufi 按图 3b 给出的极性叠加后， 加入到比例放大器 VT1的输入端。 4.6 电流截止负反馈保护电路 电流截止保护电路主要由电位器 RP4、稳压管（ VS3 ）、晶体管 VT4组成，如图 4 所示。 a）电流、电压反馈取样电路 b）叠加电路 图 3 给定电压、反馈电压叠加电路 图 4 电流截止保护电路 电流截止反馈信号（ ' U fi ）取自电位器 RP4， RP4与取样电阻 Rc并联，调节 RP4，可调 节电流截止反馈量的大小。利用稳压管产生比较电压Ubj。当电枢电流 Id超过截止电流 Idj时， ' U fi 使稳压管 2CW9 击穿，并使晶体管 VT4导通。VT4导通后，将触发电路中的电容 C2旁路 （旁路电流为 VT 4 i ），从而使电源对电容 C2的充电电流 ic减小，电容电压上升减慢、触发脉冲 后移，晶闸管输出电压下降，主电路电流下降，从而限制了主电路电流 Id过大地增加。如果 电流反馈信号能增强到一定程度，使 C1充电电流太弱，触发电路将不会产生脉冲，电枢电流 Id也就变为零。只要电枢电流 Id下降后小于截止电流 Idj，稳压管 2CW9 又重新回复阻断状态， VT4也回复到截止状态。系统自动恢复正常工作。 由于主电路电流 id是脉动的，当瞬时电流很小，甚至为零时，VT4不能导通，失去电流
截止作用，为此，在VT4的b、e极间并联滤波电容C3,对电流截止负反馈信号进行滤波 反馈信号成为较为平稳的信号，保证主电路平均电流大于截止电流。 为了防止电枢冲击电流产生过大的电压U。将VT4的b、c极击穿，造成误发触发脉冲， 要在VT4集电极串入二极管VD3。 4.7抗干扰、消振荡环节 由于晶闸管整流电压和电流中含有较多的谐波分量，而主要的反馈信号又取自整流电压 和电流，因此，加到放大器输入端的偏差电压（△U,)中便含有较多的谐波分量，这会影响 调速系统的稳定，出现振荡现象。所以在电压放大器VT,的输入端再串接一个由电阻R2、电 容C4组成的滤波电路（参见图3中的点画线框内的元件），以使谐波经电容C4旁路。电容 C4容量越大滤波效果越好。但C4会影响系统动态过程的快速性，所以在R2上再并联一只微 分电容C,(见图3)。这样就兼顾了稳定与快速性两个方面的要求。 4.8其他辅助环节 此装置辅助环节不多，只有熔断器（短路保护），手动控制开关S,红、绿灯断、合显示 以及电压、电流指示。由于是小容量调速系统，所以未设报警和过电流继电器保护装置。 5系统抗扰动的自动调节过程 当机械负载转矩T增加、转速降低时，具有电压负反馈和电流正反馈环节的直流调速 系统的自动调节过程如图5所示。 在本调速系统中，当负载转矩增加后，除电动机内部的调节作用外，主要依靠电压负 反馈环节的调节作用和电流正反馈环节的补偿作用。当负载转矩T增加、转速n降低时，由 于电流1：的增加，一方面使电流正反馈信号U。增加（它将使偏差电压△U,增大）：另一方面 使整流装置等效内阻R、(包括品闸管换相压降等效电阻RT与电抗器等效电阻R1)的压降IaR、 增大，输出电压平均值U,=U-I,R下降，电压反馈信号U下降，这也将使偏差电压△U,增 大（因△U,=Um-U。+U。)。而偏差电压△U,增大后，通过电压放大与功率放大，将使整流 装置的输出Um上升，并进而使电流1a和电磁转矩T增加，以补偿负载转矩T的增加。这样 调速系统的转速降△、将明显减小，机械特性将得到明显改善。同理，当电流超过截止值时， 依靠电流截止负反馈环节的调节作用，一方面可限制过大电流，另一方面可实现下垂的机械 特性。 电动机内部调节过程 t一n!-4t-万。1 Unt-(Un-Bla) >AUt-Uet-Uaot-lat-Tel laRx1 -Uai-Ura I- (Ua-Uao-laRx)(Un-YUA) (AU-Usn-UntUn) 图5KZD-型小功率有静差直流调速系统的自动调节过程
截止作用，为此，在 VT4的 b、e 极间并联滤波电容 C3，对电流截止负反馈信号进行滤波， 反馈信号成为较为平稳的信号，保证主电路平均电流大于截止电流。 为了防止电枢冲击电流产生过大的电压 ' U fi 。将 VT4的 b、c 极击穿，造成误发触发脉冲， 要在 VT4集电极串入二极管 VD13。 4.7 抗干扰、消振荡环节 由于晶闸管整流电压和电流中含有较多的谐波分量，而主要的反馈信号又取自整流电压 和电流，因此，加到放大器输入端的偏差电压（∆Un）中便含有较多的谐波分量，这会影响 调速系统的稳定，出现振荡现象。所以在电压放大器 VT1的输入端再串接一个由电阻 R2、电 容 C4组成的滤波电路（参见图 3a 中的点画线框内的元件），以使谐波经电容 C4旁路。电容 C4容量越大滤波效果越好。但 C4会影响系统动态过程的快速性，所以在 R2上再并联一只微 分电容 C1（见图 3a）。这样就兼顾了稳定与快速性两个方面的要求。 4.8 其他辅助环节 此装置辅助环节不多，只有熔断器（短路保护），手动控制开关 S，红、绿灯断、合显示 以及电压、电流指示。由于是小容量调速系统，所以未设报警和过电流继电器保护装置。 5 系统抗扰动的自动调节过程 当机械负载转矩 TL增加、转速 n 降低时，具有电压负反馈和电流正反馈环节的直流调速 系统的自动调节过程如图 5 所示。 在本调速系统中，当负载转矩 TL增加后，除电动机内部的调节作用外，主要依靠电压负 反馈环节的调节作用和电流正反馈环节的补偿作用。当负载转矩 TL增加、转速 n 降低时，由 于电流 Id的增加，一方面使电流正反馈信号Ufi 增加（它将使偏差电压∆Un增大）；另一方面 使整流装置等效内阻 R（x 包括晶闸管换相压降等效电阻 RT与电抗器等效电阻 RL）的压降 IdRx 增大，输出电压平均值U U IR d = − d0 d x 下降，电压反馈信号Ufu 下降，这也将使偏差电压∆Un增 大（因 ∆ −+ UU U U n n = g fu fi ）。而偏差电压∆Un增大后，通过电压放大与功率放大，将使整流 装置的输出Ud0上升，并进而使电流 Id和电磁转矩 Te增加，以补偿负载转矩 TL的增加。这样 调速系统的转速降 N ∆n 将明显减小，机械特性将得到明显改善。同理，当电流超过截止值时， 依靠电流截止负反馈环节的调节作用，一方面可限制过大电流，另一方面可实现下垂的机械 特性。 图 5 KZD-Ⅱ型小功率有静差直流调速系统的自动调节过程
由反馈环节和引入的反馈量来看，具有电压负反馈环节的系统实质上是一个恒压系统， 而电流正反馈，实质上是一种负载扰动量的前馈补偿。 该系统与带比例环节的开环直流调速系统一样，转速降落的补偿也是依靠偏差电压△U。 的变化来进行调节的，因此也是有静差调速系统
由反馈环节和引入的反馈量来看，具有电压负反馈环节的系统实质上是一个恒压系统， 而电流正反馈，实质上是一种负载扰动量的前馈补偿。 该系统与带比例环节的开环直流调速系统一样，转速降落的补偿也是依靠偏差电压∆Un 的变化来进行调节的，因此也是有静差调速系统