電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-文庫(kù)吧
2025-04-08 04:57 本頁(yè)面
【正文】 圖13 典型階躍響應(yīng)曲線 ℅在典型的階躍響應(yīng)過(guò)程中，輸出量超出穩(wěn)態(tài)值的最大偏差量與穩(wěn)態(tài)值之比，用百分?jǐn)?shù)表示，即 （14）超調(diào)量反映系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性。超調(diào)越小相對(duì)穩(wěn)定性越好。調(diào)節(jié)時(shí)間又稱過(guò)渡時(shí)間，它衡量系統(tǒng)整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程的快慢，原則上它應(yīng)該是從給定量階躍變化起到輸出量完全穩(wěn)定下來(lái)為止的時(shí)間。但是對(duì)于線性控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，理論上要使時(shí)間t到無(wú)窮才真正穩(wěn)定但是實(shí)際系統(tǒng)常取177。5℅的范圍作為允許誤差帶，以響應(yīng)曲線進(jìn)入該誤差帶所需的最短時(shí)間定義為調(diào)節(jié)時(shí)間。 抗擾性能指標(biāo)控制系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行中，如果受到擾動(dòng)，經(jīng)歷一段動(dòng)態(tài)過(guò)程后，總能達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)，這以恢復(fù)過(guò)程標(biāo)志這控制系統(tǒng)抵御擾動(dòng)的能力。一般以系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)突加一個(gè)使輸出量降低的擾動(dòng)以后的過(guò)渡過(guò)程作為典型的抗擾過(guò)程，如圖14恢復(fù)時(shí)間tv：從階躍擾動(dòng)作用開(kāi)始到輸出量恢復(fù)穩(wěn)定，即進(jìn)入距穩(wěn)態(tài)值允許誤差帶所需的時(shí)間，稱為恢復(fù)時(shí)間（見(jiàn)圖14），圖中Cb稱為抗擾指標(biāo)中輸出量的基準(zhǔn)量。 圖14 突加擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程 電壓負(fù)反饋加電流補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋是閉環(huán)系統(tǒng)的基本反饋形式，但是，要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋必須有轉(zhuǎn)速檢測(cè)裝置，如測(cè)速發(fā)電機(jī)等。對(duì)模擬量控制來(lái)說(shuō)，就是采用測(cè)速發(fā)電機(jī)作為反饋檢測(cè)器件，安裝測(cè)速發(fā)電機(jī)時(shí)，要求其軸和主電機(jī)軸嚴(yán)格同心，這不僅增加了設(shè)備成本，也增添了維護(hù)上的困難，對(duì)于調(diào)速指標(biāo)要求不高的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以采用電機(jī)端電壓負(fù)反饋的方法來(lái)代替測(cè)速發(fā)電機(jī)的速度反饋方法，從而使系統(tǒng)加以簡(jiǎn)化，但是，電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)不能克服電樞壓降所造成的轉(zhuǎn)速降落，調(diào)速性能不如轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，因此，在電壓負(fù)反饋的同時(shí)，對(duì)電樞壓降加以補(bǔ)償，即進(jìn)行電流補(bǔ)償控制。圖15電壓負(fù)反饋加電流 補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)原理圖。 圖15 電壓負(fù)反饋加電流補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)原理圖二. 設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)在給定電壓Um控制下運(yùn)行時(shí)，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩突然增大，使轉(zhuǎn)速n下降，測(cè)速發(fā)電機(jī)的負(fù)反饋電壓Um也成比例下降，偏差電壓△Um增大，控制電壓Uct增大，使晶閘管變流器的輸出電壓Udo加大，由于機(jī)械慣性，電動(dòng)機(jī)電勢(shì)E來(lái)不及變化，電樞電流Id及電磁轉(zhuǎn)矩T隨之增大，使轉(zhuǎn)速n回升，從而減少了轉(zhuǎn)速降落。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，轉(zhuǎn)速閉環(huán)負(fù)反饋引起系統(tǒng)前向通道各物理量變化的過(guò)程歸結(jié)如下： 可見(jiàn)，單閉環(huán)轉(zhuǎn)速反饋體統(tǒng)的反饋精度高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求精度高，不易完成，設(shè)備成本高等缺點(diǎn)。圖 21 轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)如果略去電機(jī)的電樞壓降，則電機(jī)電樞的兩端的電壓近似與速度成正比，所以電機(jī)端電壓的負(fù)反饋是電機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的一種近似，圖22是電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的原理圖。 圖22 電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的原理圖由圖可知電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性方程 （21）式中，從靜態(tài)特性方程可以看出，電壓負(fù)反饋把被包圍的變流器內(nèi)阻等引起的穩(wěn)態(tài)速降減小1/（1+K）倍，因?yàn)閿_動(dòng)在電壓負(fù)反饋環(huán)之外，系統(tǒng)對(duì)它引起的轉(zhuǎn)速降落沒(méi)有抑制作用，同樣，對(duì)于電動(dòng)機(jī)
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