電壓負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(完整版)
【正文】 變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，以滿足工作機(jī)械對(duì)不同轉(zhuǎn)速的要求。 向上調(diào)速和向下調(diào)速電動(dòng)機(jī)未作調(diào)速時(shí)的固有轉(zhuǎn)速，即為電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載時(shí)的額定轉(zhuǎn)速，也稱為基本轉(zhuǎn)速或基速。用恒功率調(diào)速方法去帶動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是不合理的，在高速時(shí)會(huì)使電機(jī)過載。超調(diào)越小相對(duì)穩(wěn)定性越好。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23 電壓負(fù)反饋加電流補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)原理圖方案一的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制精度高，設(shè)備精良、復(fù)雜，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是綜合給定任務(wù)，該任務(wù)不需要非常高的控制精度，故不采用方案二的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)由于不能對(duì)在電壓負(fù)反饋環(huán)之外的擾動(dòng)引起的轉(zhuǎn)速降落產(chǎn)生抑制作用，并且，對(duì)于電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁變化所造成的擾動(dòng)，電壓負(fù)反饋也無法克服，故不采用。 在零初始條件下，取上述方程式兩側(cè)的拉氏反變換，分別得到如下述傳遞函數(shù)表達(dá)式 同時(shí)，隨著負(fù)載加大，電樞電壓降低，通過電壓負(fù)反饋的作用，整流輸出電壓增大，也使轉(zhuǎn)速降落減少，根據(jù)式（34）和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以得到電壓負(fù)反饋加電流補(bǔ)償調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖，如圖（34）所示。 圖42 串聯(lián)校正框圖 圖43 串聯(lián)校正對(duì)系統(tǒng)性能的影響 對(duì)調(diào)速系統(tǒng)來說，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)或光電數(shù)字轉(zhuǎn)速檢測(cè)器等。這從安全角度上看不合適的，容易發(fā)生事故，對(duì)于小容量調(diào)速系統(tǒng)這種連接方式仍可作為一項(xiàng)有效的措施，而對(duì)于較大容量的系統(tǒng)，通常應(yīng)在負(fù)反饋回路中加入電壓隔離變換器，使主電路和控制電路之間沒有電的直接聯(lián)系。使我們了解了調(diào)速的分類、調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標(biāo)、調(diào)速系統(tǒng)的時(shí)域指標(biāo)、開環(huán)和閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)、晶閘管變流器轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析、電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)、電壓負(fù)反饋加電流補(bǔ)償?shù)恼{(diào)速系統(tǒng)等等。 從靜特性方程式上可以看出，電壓負(fù)反饋環(huán)把被反饋環(huán)包圍的變流器內(nèi)阻等引起的穩(wěn)態(tài)速降減1/(k+1)倍，而由電樞電阻引起的速降仍和開環(huán)系統(tǒng)一樣，因?yàn)閿_動(dòng)量處在電壓負(fù)反饋環(huán)外，系統(tǒng)對(duì)它引起的轉(zhuǎn)速降落無抑制作用，同樣，對(duì)于電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁變化所造成擾動(dòng)，電壓負(fù)反饋電壓負(fù)反饋也無法無法克服，因此，電壓負(fù)反饋調(diào)速成系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降比同等放大系數(shù)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)要大些，即穩(wěn)態(tài)性能要差一些。 系統(tǒng)穩(wěn)定條件 由式（35）可寫出閉環(huán)調(diào)系統(tǒng)的特征方程式為 （36） 它的一般表達(dá)式為 根據(jù)勞斯——古爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)，可求出系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件為 a0, a0,a0,a 式（36）的各項(xiàng)系數(shù)顯然都是大于零的，因此系統(tǒng)穩(wěn)定條件為
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