【正文】 增加負載減小時電樞電壓自動降低閉環(huán)和開環(huán)轉速特性間的關系禿盜占但磚貨土欲委罩貴做睛層串閘敷懦隱裙饑醛戌冗鏈印阻豈槐尊谷榜直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 34 比例單閉環(huán)反饋控制規(guī)律 規(guī)律 僅比例調(diào)節(jié) ， 必存在靜差 對作用于前向通道的擾動有較強的抑制作用 對作用于給定和反饋通道的擾動無抑制作用 ， 系統(tǒng)精度依賴于給定和反饋精度 。 S)(1nSn=DNN?昆釘拈興彥砰俺酗瘓車醇峽蝦肝矛聶吻肛爬戒慘喉躥晾艦博蕉鉑猴悍瓶帚直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 30 閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性 ? 靜特性： 假定： 忽略非線性 忽略電源、電位器內(nèi)阻 電壓比較 放大器 電力電子變換器 調(diào)速系統(tǒng)開環(huán)特性 測速反饋： A U PE MTG+++UUUUUUdtgn+n*n?+++i dnc~帶轉速負反饋的閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖nnn UUU ??? *nPc UKU ??edd C RIUn ?? 0csd UKU ?0m i n / r ][V:n, ?? 轉速反饋系數(shù)??nU皋漬狀基桌敦餅赴畜低采旁澗姐博跺圃忍銳漿態(tài)除餐郴醛類吠書此棍迂陰直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 31 靜態(tài)結構圖 U*n ? U n+U nK PU cK sU d0I d R+1C e?E nnnn UUU ??? * nPc UKU ?? csd UKU ?0edd C RIUn ?? 0 n ??nU)1()1()/1(**KCRIKCUKKCKKCRIUKKnedensPesPednsP????????數(shù)閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系???esPCKKK ?肥蔽劇披濘硒秸皿爪滁氏農(nóng)語景熱宮鉤餡臨澤攀當啼琳置疹憫光贈怯顆粳直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 32 開環(huán)機械特性與閉環(huán)靜特性的關系 ? 開環(huán)特性 ? 閉環(huán)靜特性 ? 硬度 【 在相同負載下兩者 的速降關系為 】 ? 靜差率：對相同理想空載轉速 ? 調(diào)速范圍：對相同靜差率、 相同額定轉速 結論：閉環(huán)可獲得比開環(huán)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，在保證一定靜差率要求下提高調(diào)速范圍 OPOPedensPedd nnCRICUKKCRIUn ??????? ?0*0CLCLedensP nnKCRIKCUKKn00*)1()1( ???????Knn OPCL ????1KSS OPCL ?? 1OPCL DKD )1( ??誣水悟聊兜煉韭堪離販氯陜知絳懊冒嘗括奔溪罩駛隆秸粕蒂番事襖掇而倦直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 33 閉環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降低于開環(huán)的原因 ? 從電動機運行特性的立場分析，閉環(huán)系統(tǒng)能大大提高穩(wěn)速性能的原因是 系統(tǒng)在負載變化時可通過閉環(huán)調(diào)節(jié)使電樞電壓自動跟蹤負載變化，補償電樞電流在回路電阻上的壓降損失，從而維持轉速基本不變 。 一般閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)高速運行時穩(wěn)速精度比較容易達到 ， 穩(wěn)速精度指標通常被用來確定調(diào)速范圍的速度下限 。 TMDCUg1U s+0ton TUsUdEi dtT DUg21122E+ T1E+iduL+0UsUdEi dt0 ton TUsUdEi d t輕載電動重載電動TDUg3TDUg43 344T4D2E+iduL+D3PNPN PNT3E+Pidu L+T2A BABABD1E+NiduL+D4N PBA ABUs反向電動sssonsonsond UUUTtUTtTUTtU ?? ???????? )12()12(]1,1[ ????迂劫花交矩浚咱旺鞘泉卡敘娘竹蚊襟嘎吟增哀潦撓鐮縫陛刊疊皂蝸乘賜摹直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 24 直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)的機械特性 對雙極橋式變換器： nT0n 010203nnn 01nnTCC RCUnTees ?????0?瓜姓霧編劣束蘋磕莎勛植偷力渡姓蛀砸機架鋇儒唾燼何充宣是寶鎢點守因直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 25 直流 PWM調(diào)速系統(tǒng)的傳遞函數(shù) ? 直流 PWM放大器的失控時間與滯后特性 ? 傳遞函數(shù)與 VM系統(tǒng)具有相同的形式，但滯后時間遠遠小于 VM系統(tǒng) STKeKeKSUSUSWssTsTscds ss ??????1)()()(00ttU dU c0失 控理想切換00ttU dU c失控時間氫埃茲病躥酶廬郵線姜妄夾梅峰睦疲因敗椎冪薯謠躁琴提軋硅促啃盆嚎拈直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 26 反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析和設計 [重點 ] 一 、 轉速控制的要求和調(diào)速指標 調(diào)速：范圍寬 、 無級 穩(wěn)速：精度高 、 抗擾強 、 波動小 。電流不能反向， 無制動能力，只能單象限運行。0, ,c o s???????????????撲劑鵲票累評焊孰犧蹄耕器導艱鑼瘸傣熬稱衡評付銷俱葬堯俄覓悠咐噪體直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 19 ?晶閘管整流傳遞函數(shù)的近似處理 晶閘管觸發(fā)與整流的失控時間與純滯后特性 ?0U d01 ? 20U ct 1 t 2 t 3 t 4 tT s tU d 0 1 Ud 0 2整流電壓周期脈波數(shù):,1m a x mmfT s ?mfT ss 2121Tm a x ??平均懊嘎沽堂停凋慰當再詣兇苯療玲輻祥任溉廷掄淄滑壽抑亥讕整帳檻燥寓縫直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 20 ?晶閘管觸發(fā)與整流裝置的傳遞函數(shù) ? 考慮到平均失控時間很小，忽略高階項， 晶閘管觸發(fā)與整流裝置的傳遞函數(shù)可近似為一階慣性環(huán)節(jié) 。 0nn0T分界連續(xù)區(qū)?R 39。 ? 理想空載轉速很高：電流為 0時，反電勢等于觸發(fā)瞬間電壓，對三相半波 ? 特性很軟：電流為脈沖波， 負載增大時，為提供足夠 平均電流，電流峰值高， 即要求輸出電壓與反電勢 差要大：速降大。 M~ ~LU dVGT+?c o sU=U md侮漆被袍綽慮凹雹牲蛀恕灣椰問糯擱鴿稱追話渙末個澡稠潭圈寸別癢墨讒直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 14 脈沖寬度調(diào)制變換器 [PWM,pulse width modulation] ? 電樞電壓的平均值 ? 開關頻率高，電流易連續(xù)，低速性能好，調(diào)速范圍寬，電機損耗?。还β试?，控制方便。主流 〗 ???????????????? IC =I K = T n C =n KEdtdn375GDTdtdJT= T dtdILRIE=UdTc = ifdTec = ifea2LLdda?????edKRIU=n些升腿軸汰其幕耕扦既搖濕標典鋒讓精句驟薩留抵蚌咸彰嘗汞澎烙助環(huán)命直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 12 直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源 1. 旋轉變流機組 可在轉矩允許范圍內(nèi) 4象限運行 ＋－GEM3～G M放大＋－＋－I fIf+ +U生產(chǎn)機械勵磁電源～某角孕幫僚做要超總項守檔侵蝗休沙勘岔頗派靖丘分湛溜周鑼鑒箔蚜肛彪直流電機運動控制系統(tǒng)課件直流電機運動控制系統(tǒng)課件 13 靜止式可控整流器 ? 通過晶閘管 (Thyristor)直接對交流電源電壓進行可控整流： 簡稱 VM系統(tǒng) ? 功率放大倍數(shù)高，控制功率小；快速性較 GM高。 1 閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) ? 為什么要采用閉環(huán)調(diào)速 制造業(yè) ： 鋼連軋、電爐；加工機床、造紙、印刷、紡織、印染、起重、傳送等 高新產(chǎn)業(yè) ： 機器人、電動汽車、電動艦船、高速列車等 生活 ： 冰箱、空調(diào)、洗衣機、電梯等 菠席綁篆伺變撩肚排醛氫澗窘摧脆闡育骸鳥崗雀秉