直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)-資料下載頁
2025-05-10 21:35本頁面
【正文】 Ud IaR） /（ KEΦN） ? 測速發(fā)電機(jī)： Un= K3*n ? K1 ：放大器 A的放大倍數(shù)； ? K2：晶閘管觸發(fā)與整流整流裝置的放大倍數(shù)； K3 ：測速反饋系數(shù)。 ? 從上述關(guān)系中，消去中間變量，經(jīng)整理后得到轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程為： ? 式中， 稱為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)。 ? K的物理意義：從測速發(fā)電機(jī)輸出端將反饋斷開，從放大器輸入 ΔUn計(jì)起，直到 ? 測速發(fā)電機(jī)輸出 Un為止的總電壓放大倍數(shù)，它是各環(huán)節(jié)單獨(dú)放大倍數(shù)的乘積，其中電機(jī)環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)是 n/Ud=1/（ KEΦN ） ? 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表達(dá)了電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（轉(zhuǎn)矩）在閉環(huán)條件下的穩(wěn)定關(guān)系。它在形式上與電動機(jī)開環(huán)機(jī)械特性相同，但本質(zhì)上有很大區(qū)別。 ? 如將給定作用 Un*和擾動作用 IaR看成兩個獨(dú)立的輸入量，系統(tǒng)轉(zhuǎn)速 n為輸出量。將兩個輸入量分別作用于系統(tǒng)，可得： ? 假設(shè)系統(tǒng)是線性的，可將 n’和 n’’疊加起來，即可得到閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性方程。 ? 斷開反饋回路，可導(dǎo)出系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性為： ? 而閉環(huán)靜特性為： ? 其中 n0oP和 n0cl分別表示系統(tǒng)開環(huán)和閉環(huán)的理想空載轉(zhuǎn)速。 ? Δnop和 Δncl分別表示開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。 ? 比較上兩式，可得： ? 1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多。在相同的負(fù)載擾動情況下，兩者的轉(zhuǎn)速降分別為： ? 兩者關(guān)系為： ? 1）閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性硬得多。在相同的負(fù)載擾動情況下，兩者的轉(zhuǎn)速降分別為： ? 兩者關(guān)系為： ? 顯然當(dāng) K值較大時， Δncl比 ΔnOP小（ 1+K）倍。即閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)硬（ 1+K）倍。 ? 2）比較同一系統(tǒng)的開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差度 δ要小得多。 ? 當(dāng) Δn0cl=Δn0OP時，可得： ? 3）當(dāng)要求靜差度一定時，閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍大大提高。假設(shè)電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為 nN，而最低靜差度要求相同，則 ? 調(diào)速范圍為： ? 對開環(huán)系統(tǒng) ? 對閉環(huán)系統(tǒng) ? 4）上述三項(xiàng)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)論是否有效，取決于 K值要足夠大，因此系統(tǒng)必須設(shè)置放大器 ? 在閉環(huán)系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速由于負(fù)載變化稍有降落，反饋電壓就反應(yīng)出來，通過比較、放大，使晶閘管觸發(fā)電壓 Uct提升，從而整流輸出電壓 Ud上升，使系統(tǒng)工作在新的機(jī)械特性上，轉(zhuǎn)速立即回升。 ? 二、轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) ? ⒈ 轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成 ? ASR為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，輸入為給定轉(zhuǎn)速電壓 Un*與測速反饋電壓 Un之差，其輸出電壓經(jīng)限幅，作為電流調(diào)節(jié)器 ACR電流給定輸入電壓 Ui*，與電流反饋信號電壓 Ui相比較進(jìn)入 ACR。 ACR輸出電壓經(jīng)限幅作為晶閘管觸發(fā)、整流裝置的控制電壓Uct。 ? 電流調(diào)節(jié)環(huán)在里面 —— 內(nèi)環(huán)反饋 ? 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)在外面 —— 外環(huán)反饋 ? ASR的輸出限幅電壓為 Uim*，它決定了電流調(diào)節(jié)器的給定電壓最大值； ? ACR的輸出限幅電壓為 Uctm，它限制了晶閘管整流裝置的輸出電壓最大值。 ? ⒉ 轉(zhuǎn)速和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu) ? ASR和 ACR為兩個比例調(diào)節(jié)器。在系統(tǒng)正常運(yùn)行時，兩個調(diào)節(jié)器均不飽和。穩(wěn)態(tài)時，它們的輸入電壓偏差都為零，有： ? 由于 ASR不飽和，則 Ui*＜ Uim* ? 由上式知， IL ＜ ILm。一般設(shè)計(jì)成 ILm ＞ IN。在兩個調(diào)節(jié)器均不飽和時運(yùn)行于靜特性n0— A段。 ? 當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié) ASR飽和時， ASR輸出達(dá)到限幅 Uim，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈現(xiàn)開環(huán)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的變化對系統(tǒng)不再產(chǎn)生影響；雙閉環(huán)系統(tǒng)變成只有電流內(nèi)環(huán)無靜差的單閉環(huán)系統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時有： ? 式中， Ilm為設(shè)計(jì)最大電流。它決定于電動機(jī)的允許過載能力和拖動系統(tǒng)所要求的最大加速度。在轉(zhuǎn)速 n＜ no的范圍內(nèi)，工作于靜特性的 AB段。 ? 由上圖可見，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流 IL ＜ Ilm時，表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差（ Δn=0）。這時，系統(tǒng)以轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主要作用。當(dāng) IL、 Ilm到達(dá) Ilm以后， ASR飽和，此時系統(tǒng)以電流調(diào)節(jié)器起主要作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為無電流靜差（ ΔIL=0 ）。起過流保護(hù)作用。 ? ⒊ 雙閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)參數(shù) ? 在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，兩個調(diào)節(jié)器均未飽和，它們的輸出是無靜差的，有： ? 由靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖有： ? 由上式可看出：系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作時，轉(zhuǎn)速 n由給定電壓 Un*決定； ASR的輸出電壓 Ui*是由負(fù)載電流 IL決定的；而晶閘管觸發(fā)和整流裝置的控制電壓 Uct同時由 n和IL決定。既：兩個 PI調(diào)節(jié)器在輸出未飽和時的輸出量 Ui*和 Uct，只與轉(zhuǎn)速 n和 IL的穩(wěn)態(tài)值有關(guān)，而與偏差 Δn和 ΔIL無關(guān)。 ? 三、弱磁控制的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ? 采用電樞電壓與勵磁相配合的直流閉環(huán)調(diào)速控制系統(tǒng)，目前使用較多。 ? 電動機(jī)在額定勵磁電流下起動，利用恒轉(zhuǎn)矩特性升壓起動，使電動機(jī)得到較大的起動轉(zhuǎn)矩，當(dāng)電樞電壓達(dá)到額定值時，才減小勵磁磁通使電動機(jī)繼續(xù)升速。
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