機(jī)電傳動(dòng)控制11-直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)

1、1第十一章第十一章 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)分類、組成控制系統(tǒng)分類、組成 調(diào)速系統(tǒng)指標(biāo)調(diào)速系統(tǒng)指標(biāo) 調(diào)速方案的選擇調(diào)速方案的選擇 單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 的原理、組成、特點(diǎn)的原理、組成、特點(diǎn) 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成、特點(diǎn)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成、特點(diǎn) PWM調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成、特點(diǎn)調(diào)速系統(tǒng)的原理、組成、特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)控制直流調(diào)速系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制直流調(diào)速系統(tǒng)211.1 11.1 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)是由電機(jī)、電器、電子部件組合而成，通機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)是由電機(jī)、電器、電子部件組合而成，通過一定的控制去實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)任務(wù)。

2、過一定的控制去實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)任務(wù)。開環(huán)控制系統(tǒng)：開環(huán)控制系統(tǒng)：只有控制量（輸入量）對(duì)被控制量（輸出只有控制量（輸入量）對(duì)被控制量（輸出量）的單向控制作用，而不存在被控制量對(duì)控制量的影響量）的單向控制作用，而不存在被控制量對(duì)控制量的影響和聯(lián)系。和聯(lián)系。3負(fù)反饋控制系統(tǒng)：負(fù)反饋控制系統(tǒng)：是按照偏差控制原理建立的控制系統(tǒng)，是按照偏差控制原理建立的控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是輸入量與輸出量之間既有正向的控制作用，又有其特點(diǎn)是輸入量與輸出量之間既有正向的控制作用，又有反向的反饋控制作用，形成一個(gè)閉環(huán)，又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)反向的反饋控制作用，形成一個(gè)閉環(huán)，又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)。或反饋控制系統(tǒng)。4自動(dòng)控制

3、系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)成5控制系統(tǒng)分類控制系統(tǒng)分類 按反饋方式分：按反饋方式分：轉(zhuǎn)速、電壓、電流轉(zhuǎn)速、電壓、電流 按復(fù)雜程度分：按復(fù)雜程度分：單環(huán)和多環(huán)單環(huán)和多環(huán) 按穩(wěn)態(tài)誤差分：按穩(wěn)態(tài)誤差分：有差和無差有差和無差 按給定量的變化分：按給定量的變化分：定值調(diào)節(jié)、程序控制和隨動(dòng)控制定值調(diào)節(jié)、程序控制和隨動(dòng)控制 按調(diào)節(jié)動(dòng)作和時(shí)間的關(guān)系：按調(diào)節(jié)動(dòng)作和時(shí)間的關(guān)系：斷續(xù)控制和連續(xù)控制斷續(xù)控制和連續(xù)控制 按元件特性分：按元件特性分：線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)611.2 11.2 生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的要求 靜差度靜差度 調(diào)速范圍調(diào)速范圍 調(diào)速的平滑性調(diào)速的平滑性 最大超調(diào)

4、量最大超調(diào)量 過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間 振蕩次數(shù)振蕩次數(shù)在生產(chǎn)的各個(gè)部門，有大量的生產(chǎn)機(jī)械要求在不同的場合，在生產(chǎn)的各個(gè)部門，有大量的生產(chǎn)機(jī)械要求在不同的場合，用不同的速度進(jìn)行工作，以提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。用不同的速度進(jìn)行工作，以提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)速方案主要是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)速方案主要是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)提出的調(diào)速技術(shù)指標(biāo)決定的，主要包括如下靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)統(tǒng)提出的調(diào)速技術(shù)指標(biāo)決定的，主要包括如下靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)：態(tài)指標(biāo)：7靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)000nnnnnNNS 靜差度：靜差度：1 1）靜差度：表示生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的程度。

5、當(dāng)負(fù)載變）靜差度：表示生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定的程度。當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，要求生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速的變化能維持在一定的范圍，即要化時(shí)，要求生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速的變化能維持在一定的范圍，即要求靜差度求靜差度S S小于一定數(shù)值。小于一定數(shù)值。2 2）調(diào)速范圍：生產(chǎn)機(jī)械所要求的）調(diào)速范圍：生產(chǎn)機(jī)械所要求的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的最大范圍。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的最大范圍。minmaxnnD 調(diào)速范圍：調(diào)速范圍：83 3）調(diào)速的平滑性：調(diào)速的平滑性：在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，可以得到的穩(wěn)定運(yùn)在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，可以得到的穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)越多，轉(zhuǎn)速的平滑性就越高。行轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)越多，轉(zhuǎn)速的平滑性就越高。無級(jí)調(diào)速：無級(jí)調(diào)速：轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)有級(jí)調(diào)速：有級(jí)調(diào)速

6、：轉(zhuǎn)速不連續(xù)。轉(zhuǎn)速不連續(xù)。）（）（）（：符符合合靜靜差差率率的的調(diào)調(diào)速速范范圍圍22max22max0202max02maxminmax111SnSnSnnnnnnnnNSNnnNnND n nmaxmax由電動(dòng)機(jī)銘牌確定由電動(dòng)機(jī)銘牌確定; ;S S2 2應(yīng)等于或小于生產(chǎn)機(jī)械應(yīng)等于或小于生產(chǎn)機(jī)械的靜差度的靜差度S;S;D D由生產(chǎn)機(jī)械的要求所決定。由生產(chǎn)機(jī)械的要求所決定。這三者為定值時(shí)，則要求這三者為定值時(shí)，則要求n nN N也為定值。即同一調(diào)壓也為定值。即同一調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)速系統(tǒng)中n nN N為定值時(shí)，為定值時(shí)，在不同的靜差度下就有不在不同的靜差度下就有不同的調(diào)速范圍。同的調(diào)速范圍。9動(dòng)態(tài)

7、技術(shù)指標(biāo)動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)最大超調(diào)量最大超調(diào)量超調(diào)量太大，達(dá)不到生產(chǎn)超調(diào)量太大，達(dá)不到生產(chǎn)工藝上的要求，但太小，工藝上的要求，但太小，則會(huì)使過渡過程過于緩慢，則會(huì)使過渡過程過于緩慢，不利于生產(chǎn)率的提高等，不利于生產(chǎn)率的提高等，一般為一般為10%10%35%35%。%10022maxnnnMp過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間T T 從輸入控制（或擾動(dòng)）作用于系統(tǒng)開始直到被調(diào)從輸入控制（或擾動(dòng)）作用于系統(tǒng)開始直到被調(diào)量量n n 進(jìn)入（進(jìn)入（0.05 0.05 0.020.02）穩(wěn)定值區(qū)間時(shí)為止（并且以）穩(wěn)定值區(qū)間時(shí)為止（并且以后不再越出這個(gè)范圍）的一段時(shí)間，叫作過渡過程時(shí)后不再越出這個(gè)范圍）的一段時(shí)間，叫作過渡

8、過程時(shí)間。間。振蕩次數(shù)振蕩次數(shù) N N在過渡過程時(shí)間內(nèi)在過渡過程時(shí)間內(nèi), ,被調(diào)量被調(diào)量n n在其穩(wěn)定值在其穩(wěn)定值上下擺動(dòng)的次數(shù)，圖中所示為上下擺動(dòng)的次數(shù)，圖中所示為1 1次。次。10動(dòng)態(tài)指標(biāo)評(píng)價(jià)系統(tǒng)系統(tǒng)超調(diào)量超調(diào)量過渡過程時(shí)間過渡過程時(shí)間T T振蕩次數(shù)振蕩次數(shù) N N性能性能1 10 0長長無無不好不好2 2大大中中多多不好不好3 3小小短短中中好好1111.3 11.3 晶閘管電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)晶閘管電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng) 直流調(diào)速系統(tǒng)中，目前，用得最多的是晶閘直流調(diào)速系統(tǒng)中，目前，用得最多的是晶閘管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。管電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。 晶閘管電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)常用的有晶閘管電動(dòng)機(jī)直

9、流傳動(dòng)控制系統(tǒng)常用的有單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和可逆系統(tǒng)?？赡嫦到y(tǒng)。12有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng) 單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)常分為有靜差調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)常分為有靜差調(diào)速系統(tǒng)和無靜差調(diào)速系統(tǒng)兩類：和無靜差調(diào)速系統(tǒng)兩類： 有靜差調(diào)速系統(tǒng)：有靜差調(diào)速系統(tǒng)：單純由被調(diào)量負(fù)反饋組單純由被調(diào)量負(fù)反饋組成的按比例控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬有靜差的自動(dòng)成的按比例控制的單閉環(huán)系統(tǒng)屬有靜差的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡稱有靜差調(diào)速系統(tǒng)；調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡稱有靜差調(diào)速系統(tǒng)； 無靜差調(diào)速系統(tǒng)：無靜差調(diào)速系統(tǒng)：單純由被調(diào)量負(fù)反饋組單純由被調(diào)量負(fù)反饋組成的按積分（或比

10、例積分）控制的系統(tǒng)，屬無成的按積分（或比例積分）控制的系統(tǒng)，屬無靜差的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡稱無靜差調(diào)速系統(tǒng)；靜差的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，簡稱無靜差調(diào)速系統(tǒng)； 13轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)基本組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)基本組成 放大器：放大器：將外加將外加電壓與反饋電壓電壓與反饋電壓之差進(jìn)行放大之差進(jìn)行放大觸發(fā)電路：觸發(fā)電路：將放大器將放大器輸出的電壓信號(hào)變?yōu)檩敵龅碾妷盒盘?hào)變?yōu)槊}沖信號(hào)去控制整流脈沖信號(hào)去控制整流電路的輸出大小。電路的輸出大小。整流電路：整流電路：變交流電變交流電壓為直流電壓，輸出壓為直流電壓，輸出電壓的大小由觸發(fā)電電壓的大小由觸發(fā)電路輸出脈沖信號(hào)所決路輸出脈沖信號(hào)所決定，整流電路的輸出定，整流電路的

11、輸出為直流電動(dòng)機(jī)電樞的為直流電動(dòng)機(jī)電樞的外加電壓。外加電壓。直流電動(dòng)機(jī)：直流電動(dòng)機(jī)：系統(tǒng)的系統(tǒng)的控制對(duì)象?？刂茖?duì)象。測速發(fā)電機(jī)：測速發(fā)電機(jī)：用來測用來測量電動(dòng)機(jī)的速度，稱量電動(dòng)機(jī)的速度，稱為檢測元件。為檢測元件。轉(zhuǎn)換電位器：轉(zhuǎn)換電位器：將測量電將測量電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)以便與給定電壓進(jìn)信號(hào)以便與給定電壓進(jìn)行比較，稱為轉(zhuǎn)換元件。行比較，稱為轉(zhuǎn)換元件。給定電位器：給定電位器：改變改變Rg的的位置可以改變給定電壓位置可以改變給定電壓Ug的大小，稱為給定電的大小，稱為給定電位器。位器。14特點(diǎn)特點(diǎn)由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析可知：由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析可知：（1 1）系統(tǒng)的調(diào)速方法是改變外加電

12、壓調(diào)速；）系統(tǒng)的調(diào)速方法是改變外加電壓調(diào)速；（2 2）系統(tǒng)的反饋信號(hào)是被控制對(duì)象）系統(tǒng)的反饋信號(hào)是被控制對(duì)象n n本身；本身；（3 3）反饋電壓和給定電壓的極性相反。）反饋電壓和給定電壓的極性相反。因此，該系統(tǒng)稱轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)。因此，該系統(tǒng)稱轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)。15靜特性分析靜特性分析 靜特性表示出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流之靜特性表示出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流之間的大小關(guān)系。間的大小關(guān)系。 分析靜特性的目的：找到減小靜態(tài)速降、分析靜特性的目的：找到減小靜態(tài)速降、擴(kuò)大調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)性能。擴(kuò)大調(diào)速范圍，提高系統(tǒng)性能。16工作原理工作原理1)1)穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)態(tài)（U Ug g、U Uf f不變）不變）

13、當(dāng)當(dāng)U Ug g、U Uf f不變不變UU= =U Ug g U Uf f 不變不變- - U UK K 不變不變-不變不變- - U Ud d 不變不變- - n n 不變不變即當(dāng)即當(dāng)U Ug g、U Uf f不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，這種狀態(tài)稱為不變，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不變，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)172)2)調(diào)速（調(diào)速（U Uf f不變、改變不變、改變 U Ug g 的大?。┑拇笮。︰ Ug g - -U U = =U Ug g U Uf f - - U UK K - - - -U Ud d - -n n U Ug g - -U U = =U Ug g U Uf f - - U UK K - - -

14、 -U Ud d - -n n 即：改變即：改變U Ug g的大小，可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種狀態(tài)稱為調(diào)的大小，可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種狀態(tài)稱為調(diào)速速工作原理工作原理183)3)穩(wěn)速（穩(wěn)速（ U Ug g 不變、負(fù)載變化使不變、負(fù)載變化使U Uf f變化）變化）當(dāng)負(fù)載增加使當(dāng)負(fù)載增加使n n - U Uf f - -U U = =U Ug g U Uf f - - U UK K - - - -U Ud d - -n n 當(dāng)負(fù)載減小使當(dāng)負(fù)載減小使n n - - U Uf f - -U U = =U Ug g U Uf f - - U UK K - - - -U Ud d - -n n 即：當(dāng)負(fù)載發(fā)

15、生變化使轉(zhuǎn)速變化后，系統(tǒng)通過反饋能維持速即：當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化使轉(zhuǎn)速變化后，系統(tǒng)通過反饋能維持速度基本不變，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)速。度基本不變，這種狀態(tài)稱為穩(wěn)速。工作原理工作原理19靜特性電壓方程式靜特性電壓方程式fgUUU nUf )()(nUKUUKUKUgpfgppk )(nUKKUKUgpsksd RInCRInKUaeaed電樞回路總電阻電樞回路總電阻: R20閉環(huán)靜特性閉環(huán)靜特性閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性 fofeaegnnKCRIKCUKn)1()1(0 RInCUKaeks RInCnKKUKKaepsgps epagpsCKKRIUKKn 2則：則：令：令：epspsCKKKKK

16、K ,0閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)放大倍數(shù) 從放大器輸入端到可從放大器輸入端到可控整流電路輸出端的控整流電路輸出端的電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù) RInCUUKKaefgps)(21開環(huán)靜特性開環(huán)靜特性如果系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋（即開環(huán)系統(tǒng)）時(shí)，如果系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋（即開環(huán)系統(tǒng)）時(shí)，則整流器的輸出電壓則整流器的輸出電壓 RInCUKUKKUaeggspd0開開環(huán)環(huán)系系統(tǒng)統(tǒng)的的靜靜特特性性 nnICRCUKnaeeg00由此可得開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性方程由此可得開環(huán)系統(tǒng)的機(jī)械特性方程22分析與結(jié)論分析與結(jié)論 1）在給定電壓一定時(shí)，）在給定電壓一定時(shí)，KnKCUKnegf 1)1(000為了使閉環(huán)

17、系統(tǒng)獲得與開環(huán)系統(tǒng)相同的理想空載轉(zhuǎn)速，閉為了使閉環(huán)系統(tǒng)獲得與開環(huán)系統(tǒng)相同的理想空載轉(zhuǎn)速，閉環(huán)系統(tǒng)所需要的給定電壓環(huán)系統(tǒng)所需要的給定電壓Ug要是開環(huán)系統(tǒng)的（要是開環(huán)系統(tǒng)的（1+K）倍。）倍。注意：僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行中，若突然注意：僅有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)系統(tǒng)在運(yùn)行中，若突然失去轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，可能造成嚴(yán)重事故失去轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，可能造成嚴(yán)重事故2）如果將系統(tǒng)閉環(huán)與開環(huán)的理想空載轉(zhuǎn)速調(diào)的一樣，即）如果將系統(tǒng)閉環(huán)與開環(huán)的理想空載轉(zhuǎn)速調(diào)的一樣，即n0f=n0KnKCRIneaf 1)1(在同樣負(fù)載電流下，閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降為開環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速在同樣負(fù)載電流下，閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降為開環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降的降的1/(1

18、+K)，從而大大提高了機(jī)械系統(tǒng)的硬度。，從而大大提高了機(jī)械系統(tǒng)的硬度。開環(huán)nnICRCUKnaeeg00閉環(huán)fofeaegnnKCRIKCUKn)1()1(023分析與結(jié)論分析與結(jié)論 3）在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速）在最大運(yùn)行轉(zhuǎn)速nmax和低速時(shí)最大允許靜差度和低速時(shí)最大允許靜差度S2不變時(shí)，不變時(shí)，調(diào)速范圍調(diào)速范圍)1(22maxSnSnDN 開開環(huán)環(huán)：DKSKnSnSnSnDNNff)1 ()1 (1)1 (22max22max 閉閉環(huán)環(huán)：即閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為開環(huán)系統(tǒng)的即閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為開環(huán)系統(tǒng)的(1+K)倍。倍?？梢姡禾岣呦到y(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)可見：提高系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)K是減小靜態(tài)轉(zhuǎn)速降落、是減

19、小靜態(tài)轉(zhuǎn)速降落、擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。但擴(kuò)大調(diào)速范圍的有效措施。但K也不能過分增大，否則會(huì)也不能過分增大，否則會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。開環(huán)nnICRCUKnaeeg00閉環(huán)fofeaegnnKCRIKCUKn)1()1(024分析與結(jié)論分析與結(jié)論 3）只要擾動(dòng)是作用在被負(fù)反饋所包圍的范圍內(nèi)（如負(fù)載的變化，）只要擾動(dòng)是作用在被負(fù)反饋所包圍的范圍內(nèi)（如負(fù)載的變化，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化，晶閘管交流電源電壓的變化等）就可通過負(fù)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁的變化，晶閘管交流電源電壓的變化等）就可通過負(fù)反饋的作用來減少擾動(dòng)對(duì)被調(diào)量（轉(zhuǎn)速）的影響。反饋的作用來減少擾動(dòng)對(duì)被調(diào)量（轉(zhuǎn)速）的影響。4）由于放大倍數(shù)不能為無窮

20、大，即靜態(tài)速降不能為）由于放大倍數(shù)不能為無窮大，即靜態(tài)速降不能為0，因此上，因此上述系統(tǒng)只能維持速度基本不變。這種維持被調(diào)量（轉(zhuǎn)速）基本述系統(tǒng)只能維持速度基本不變。這種維持被調(diào)量（轉(zhuǎn)速）基本不變，但有偏差的反饋控制系統(tǒng)通常稱為不變，但有偏差的反饋控制系統(tǒng)通常稱為有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)（即有有差調(diào)節(jié)系統(tǒng)（即有差調(diào)速系統(tǒng)）。差調(diào)速系統(tǒng)）。注意：測量元件本身的誤差是不能補(bǔ)償?shù)?。注意：測量元件本身的誤差是不能補(bǔ)償?shù)摹?5有靜差的有靜差的電流正反饋與電壓負(fù)反饋電流正反饋與電壓負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)速系統(tǒng)速度（轉(zhuǎn)速）負(fù)反饋速度（轉(zhuǎn)速）負(fù)反饋是抑制轉(zhuǎn)速變化的最直接而是抑制轉(zhuǎn)速變化的最直接而有效的方法，它是自動(dòng)調(diào)速系

21、統(tǒng)最基本的反饋有效的方法，它是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)最基本的反饋形式。但速度負(fù)反饋需要有反映轉(zhuǎn)速的測速發(fā)形式。但速度負(fù)反饋需要有反映轉(zhuǎn)速的測速發(fā)電機(jī)，它的安裝和維修都不太方便，因此，在電機(jī)，它的安裝和維修都不太方便，因此，在調(diào)速系統(tǒng)中還常采用其他的反饋形式。調(diào)速系統(tǒng)中還常采用其他的反饋形式。常用的有常用的有電壓負(fù)反饋、電流正反饋、電流截止負(fù)電壓負(fù)反饋、電流正反饋、電流截止負(fù)反饋反饋等反饋形式。等反饋形式。26電壓負(fù)反饋系統(tǒng)電壓負(fù)反饋系統(tǒng) 27電位計(jì)電位計(jì)RpRp是檢測電動(dòng)機(jī)端電壓大小的檢測元件，反饋電壓是檢測電動(dòng)機(jī)端電壓大小的檢測元件，反饋電壓U Uf f與與電動(dòng)機(jī)端電壓電動(dòng)機(jī)端電壓U U成正比，電壓反

22、饋系數(shù)為：成正比，電壓反饋系數(shù)為：dfUU / 穩(wěn)態(tài)和調(diào)速的工作過程與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋相同。穩(wěn)態(tài)和調(diào)速的工作過程與轉(zhuǎn)速負(fù)反饋相同。在給定電壓在給定電壓UgUg一定時(shí)，其調(diào)整過程如下：一定時(shí)，其調(diào)整過程如下：當(dāng)負(fù)載增加當(dāng)負(fù)載增加- - n n -Id-Id- U- Uf f - -U U = =U Ug g U Uf f - - U UK K - - - -U Ud d - -U U - -n n 同理：負(fù)載減小時(shí)，引起同理：負(fù)載減小時(shí)，引起n n上升，通過調(diào)節(jié)可使上升，通過調(diào)節(jié)可使n n下降，趨下降，趨于穩(wěn)定。于穩(wěn)定。28電壓負(fù)反饋工作原理電壓負(fù)反饋工作原理結(jié)論：電壓負(fù)反饋的特點(diǎn)是線路簡單，穩(wěn)速的效

23、果并不大。結(jié)論：電壓負(fù)反饋的特點(diǎn)是線路簡單，穩(wěn)速的效果并不大。只能補(bǔ)償可控整流電源的等效內(nèi)阻所引起的轉(zhuǎn)速降，不能只能補(bǔ)償可控整流電源的等效內(nèi)阻所引起的轉(zhuǎn)速降，不能補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)電樞內(nèi)阻補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)電樞內(nèi)阻Ra引起的轉(zhuǎn)速降。引起的轉(zhuǎn)速降。作用：主要不是用來穩(wěn)速，而是防止過壓，改善動(dòng)態(tài)特性，作用：主要不是用來穩(wěn)速，而是防止過壓，改善動(dòng)態(tài)特性，加快過渡過程。加快過渡過程。eaaexaegCRIKCRIKCUKn )1()1(0整流電路等效內(nèi)阻整流電路等效內(nèi)阻:xR電動(dòng)機(jī)的電樞電阻電動(dòng)機(jī)的電樞電阻:aR29電流正反饋與電壓負(fù)反饋的綜合反饋系統(tǒng)電流正反饋與電壓負(fù)反饋的綜合反饋系統(tǒng) 由于電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)

24、機(jī)電樞電阻壓降引起由于電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)機(jī)電樞電阻壓降引起的轉(zhuǎn)速降落不能予以補(bǔ)償，因而轉(zhuǎn)速降落較大，靜特性的轉(zhuǎn)速降落不能予以補(bǔ)償，因而轉(zhuǎn)速降落較大，靜特性不夠理想，使允許的調(diào)速范圍減小。為了補(bǔ)償電樞電阻不夠理想，使允許的調(diào)速范圍減小。為了補(bǔ)償電樞電阻壓降，一般在電壓負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)電流正反壓降，一般在電壓負(fù)反饋的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)電流正反饋環(huán)節(jié)。饋環(huán)節(jié)。30系統(tǒng)特點(diǎn)系統(tǒng)特點(diǎn)RpRp是電壓負(fù)反饋的檢是電壓負(fù)反饋的檢測元件；測元件； R R是電流正是電流正反饋的檢測元件反饋的檢測元件總的反饋電壓總的反饋電壓U Uf f=Uab=Uao-Ubo=Uab=Uao-Ubo32123RIRRU

25、RRIUUUUaaboaoab aaRREUI 3333321233212RRERRRURRRURRRREURRURUaaaab 31033212 RRURRRURaaRRRR312 nCRRRERRRUUeaaabf 3333如果滿足下列條件：如果滿足下列條件：33212RRRRRRa 可以得到電橋的平衡條件：可以得到電橋的平衡條件：從從a a、b b兩點(diǎn)取出的反饋信號(hào)形成的反饋為：兩點(diǎn)取出的反饋信號(hào)形成的反饋為：這種反饋也可以稱為轉(zhuǎn)速反饋。這種反饋也可以稱為轉(zhuǎn)速反饋。aRRRR312 因?yàn)闈M足：因?yàn)闈M足：電動(dòng)機(jī)電樞電阻電動(dòng)機(jī)電樞電阻RaRa與附加電阻與附加電阻R3R3、R2R2、R1R1形

26、成電橋的四個(gè)橋臂，形成電橋的四個(gè)橋臂，a a和和b b代表電橋的中點(diǎn)，所以稱這種線路為高電阻電橋線路。實(shí)質(zhì)上代表電橋的中點(diǎn)，所以稱這種線路為高電阻電橋線路。實(shí)質(zhì)上是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋線路。是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速反饋線路。32帶電流截止負(fù)反饋的帶電流截止負(fù)反饋的轉(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) 如果電動(dòng)機(jī)的速度在負(fù)載過分增大時(shí)也不會(huì)降下來，這就會(huì)使如果電動(dòng)機(jī)的速度在負(fù)載過分增大時(shí)也不會(huì)降下來，這就會(huì)使電樞過流而燒壞。電樞過流而燒壞。本來采用過流保護(hù)繼電器也可以保護(hù)這種嚴(yán)重過載，但是過流本來采用過流保護(hù)繼電器也可以保護(hù)這種嚴(yán)重過載，但是過流保護(hù)繼電器，要觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)斷電方能保護(hù)，而采用電保護(hù)繼電器，

27、要觸頭斷開，電動(dòng)機(jī)斷電方能保護(hù)，而采用電流負(fù)反饋?zhàn)饔脼楸Ｗo(hù)手段，則不必切斷電動(dòng)機(jī)的電路，只是流負(fù)反饋?zhàn)饔脼楸Ｗo(hù)手段，則不必切斷電動(dòng)機(jī)的電路，只是使它的速度暫降下來，一旦過負(fù)載去掉后，它的速度又會(huì)自使它的速度暫降下來，一旦過負(fù)載去掉后，它的速度又會(huì)自動(dòng)升起來，這樣有利于生產(chǎn)。動(dòng)升起來，這樣有利于生產(chǎn)。 因?yàn)橹挥挟?dāng)電流大到一定程度反饋才起作用，故稱電流截止負(fù)因?yàn)橹挥挟?dāng)電流大到一定程度反饋才起作用，故稱電流截止負(fù)反饋。這種特性因它常被用于挖土機(jī)上，故又稱反饋。這種特性因它常被用于挖土機(jī)上，故又稱“挖土機(jī)特挖土機(jī)特性性”。電流正反饋可以改善電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性，電流正反饋可以改善電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性，而而電流負(fù)反

28、饋會(huì)使電流負(fù)反饋會(huì)使U U 隨著負(fù)載電流隨著負(fù)載電流的增加而減少，的增加而減少，使電動(dòng)機(jī)的速度迅速使電動(dòng)機(jī)的速度迅速降低。即這種反饋可以人為地造成降低。即這種反饋可以人為地造成“堵轉(zhuǎn)堵轉(zhuǎn)”，防止電樞電流過大而燒壞，防止電樞電流過大而燒壞電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)。33基本方法基本方法 當(dāng)負(fù)載正常，電樞電流在一定范圍內(nèi)，電流截止負(fù)反饋不起作用；當(dāng)負(fù)載正常，電樞電流在一定范圍內(nèi)，電流截止負(fù)反饋不起作用；當(dāng)負(fù)載增加使電樞電流超過一定數(shù)值時(shí)，電流負(fù)反饋開始起作用，減小電當(dāng)負(fù)載增加使電樞電流超過一定數(shù)值時(shí)，電流負(fù)反饋開始起作用，減小電動(dòng)機(jī)電樞外加電壓，轉(zhuǎn)速下降；動(dòng)機(jī)電樞外加電壓，轉(zhuǎn)速下降；當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增加使電樞電流超

29、過一定值時(shí)，電流負(fù)反饋?zhàn)銐驈?qiáng)，它足以將當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增加使電樞電流超過一定值時(shí)，電流負(fù)反饋?zhàn)銐驈?qiáng)，它足以將給定信號(hào)的絕大部分抵消掉，使電動(dòng)機(jī)速度降到零，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，給定信號(hào)的絕大部分抵消掉，使電動(dòng)機(jī)速度降到零，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而起到保護(hù)作用。從而起到保護(hù)作用。34工作原理工作原理)1()1(0KCRIKCUKneaeg 35)1()1()()1(00KCRIKCURIKKCUKneaebaeg aeebgIKCRRKKCUUK)1()1()(00 36工作原理工作原理373839無靜差調(diào)速系統(tǒng)無靜差調(diào)速系統(tǒng)比例比例(P)(P)調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)器：積分積分(I)(I)調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)器：特點(diǎn)：靜態(tài)時(shí)，

30、反饋量特點(diǎn)：靜態(tài)時(shí)，反饋量= =給定量，既偏差給定量，既偏差=0=0實(shí)現(xiàn)：必須接入無差元件。實(shí)現(xiàn)：必須接入無差元件。 偏差偏差 0:動(dòng)作，以消除偏差動(dòng)作，以消除偏差 偏差偏差= 0:停止動(dòng)作停止動(dòng)作40dtICRIUo11111001/RUIIidtUCRURRUiio10011比例積分比例積分(PI)(PI)調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)器：41由此可見，由此可見，PIPI調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例調(diào)節(jié)器的輸出由兩部分組成，第一部分是比例部分，第二部分是積分部分。在零初始狀態(tài)和階躍輸入下，部分，第二部分是積分部分。在零初始狀態(tài)和階躍輸入下，輸出電壓的時(shí)間特性如圖輸出電壓的時(shí)間特性如圖(b)(b)

31、所示。所示。當(dāng)突加輸入信號(hào)時(shí)，開始瞬間電容相當(dāng)于短路，反饋回路中當(dāng)突加輸入信號(hào)時(shí)，開始瞬間電容相當(dāng)于短路，反饋回路中只有電阻，此時(shí)相當(dāng)于比例調(diào)節(jié)器，它可以毫無延遲地起調(diào)只有電阻，此時(shí)相當(dāng)于比例調(diào)節(jié)器，它可以毫無延遲地起調(diào)節(jié)作用，故調(diào)節(jié)速度快；節(jié)作用，故調(diào)節(jié)速度快；而后隨著電容被充電而開始積分，線性增長，直到穩(wěn)態(tài)。而后隨著電容被充電而開始積分，線性增長，直到穩(wěn)態(tài)。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，相當(dāng)于開路，放大器呈現(xiàn)出極大的開環(huán)放大倍數(shù)。在穩(wěn)態(tài)時(shí)，相當(dāng)于開路，放大器呈現(xiàn)出極大的開環(huán)放大倍數(shù)。dtUCRURRUiio1001142采用采用PIPI調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)速系統(tǒng) 靜態(tài)時(shí)：靜態(tài)時(shí)：U=UU=U

32、g g-U-Uf f=0=0，調(diào)節(jié)作用停止，由于積分作，調(diào)節(jié)作用停止，由于積分作用，調(diào)節(jié)器的輸出電壓用，調(diào)節(jié)器的輸出電壓U Uk k保持在某一數(shù)值上，保持在某一數(shù)值上，即即U Ud d固定，以維持電動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。固定，以維持電動(dòng)機(jī)在給定轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。由于靜態(tài)時(shí)呈現(xiàn)出無窮大的放大倍數(shù)，系統(tǒng)可以由于靜態(tài)時(shí)呈現(xiàn)出無窮大的放大倍數(shù)，系統(tǒng)可以消除靜態(tài)誤差，故稱消除靜態(tài)誤差，故稱無靜差調(diào)速系統(tǒng)無靜差調(diào)速系統(tǒng)。43負(fù)載增加（負(fù)載增加（t1:TL1-TL2)n1下降下降產(chǎn)生偏差產(chǎn)生偏差nU=Ug-Uf0開始偏差的調(diào)節(jié)過程開始偏差的調(diào)節(jié)過程44首先比例調(diào)節(jié)作用顯著首先比例調(diào)節(jié)作用顯著，輸出，輸出R1/R0

33、* U,使控制整流電壓增加使控制整流電壓增加Ud1(曲線曲線1)n回升回升n=0， Ud1，比例調(diào)節(jié)作用停止比例調(diào)節(jié)作用停止45積分作用積分作用使使使控制整流電壓增加使控制整流電壓增加Ud2正正比于比于 U dt(曲線曲線)開始開始n很小，很小， Ud2增加慢，增加慢， n最大時(shí)，最大時(shí)， Ud2增加很快增加很快n=0時(shí)，時(shí)， Ud2不再增加不再增加，且以后保持且以后保持這個(gè)值不變這個(gè)值不變。46比例和積分作用綜合比例和積分作用綜合，其調(diào)節(jié)效果為，其調(diào)節(jié)效果為U Ud1d1 + +U Ud2d2 ( (曲線曲線3)3)調(diào)節(jié)的開始和中間階段，比例調(diào)節(jié)起主調(diào)節(jié)的開始和中間階段，比例調(diào)節(jié)起主要作用要

34、作用nn很小了，比例調(diào)節(jié)作用就不明顯，很小了，比例調(diào)節(jié)作用就不明顯，而積分作用就上升到主要地位，依靠它而積分作用就上升到主要地位，依靠它最后消除偏差最后消除偏差n n ，使轉(zhuǎn)速回到原值。，使轉(zhuǎn)速回到原值。這就是無靜差系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。這就是無靜差系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程。47可控整流電壓可控整流電壓UdUd等于原來靜態(tài)時(shí)的數(shù)量等于原來靜態(tài)時(shí)的數(shù)量Ud1Ud1加上比例和積分調(diào)節(jié)過程后的增量加上比例和積分調(diào)節(jié)過程后的增量U Ud1d1 + +U Ud2d2 ( (圖圖d)d)增量電壓正好補(bǔ)償由于負(fù)載引起的那部增量電壓正好補(bǔ)償由于負(fù)載引起的那部分主回路壓降（分主回路壓降（Ia1-Ia2Ia1-Ia2）R R 。

35、48特點(diǎn)特點(diǎn)49特點(diǎn)特點(diǎn) 動(dòng)態(tài)速降：動(dòng)態(tài)過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)速降：動(dòng)態(tài)過程中的轉(zhuǎn)速降落。速降落。50雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng) 采用采用PIPI調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器組成速度調(diào)節(jié)器STST的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既能的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既能得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，又能獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。從得到轉(zhuǎn)速的無靜差調(diào)節(jié)，又能獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。從擴(kuò)大調(diào)擴(kuò)大調(diào)速范圍速范圍的角度來看，它已基本上滿足一般生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速的要的角度來看，它已基本上滿足一般生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速的要求。求。 有些生產(chǎn)機(jī)械經(jīng)常處于正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)（如龍門刨床、可有些生產(chǎn)機(jī)械經(jīng)常處于正反轉(zhuǎn)工作狀態(tài)（如龍門刨床、可逆軋鋼機(jī)等），為了提高生產(chǎn)率，要求

36、盡量縮短啟動(dòng)、制動(dòng)和逆軋鋼機(jī)等），為了提高生產(chǎn)率，要求盡量縮短啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)過渡過程的時(shí)間。反轉(zhuǎn)過渡過程的時(shí)間。 但在但在啟動(dòng)過程啟動(dòng)過程中，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的作用越中，隨著轉(zhuǎn)速的升高，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的作用越來越大，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越來越小，啟動(dòng)過程變慢，因此來越大，使啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩越來越小，啟動(dòng)過程變慢，因此轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)不能滿足快速啟動(dòng)、停止和反向的要求。 51理想啟動(dòng)過程 用加大過渡過程中的電流即加大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩來實(shí)用加大過渡過程中的電流即加大動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩來實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)、停止和反向的要求，但電流不能超過現(xiàn)快速啟動(dòng)、停止和反向的要求，但電流不能超過晶閘管和電動(dòng)機(jī)的允許值。為此，應(yīng)采取一種方法，晶閘

37、管和電動(dòng)機(jī)的允許值。為此，應(yīng)采取一種方法，使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩保持不變，即電使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩保持不變，即電動(dòng)機(jī)電樞電流不變，且為電動(dòng)機(jī)電樞允許的最大電動(dòng)機(jī)電樞電流不變，且為電動(dòng)機(jī)電樞允許的最大電流，當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，使電流回到額定值流，當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束后，使電流回到額定值。理想的啟理想的啟動(dòng)過程動(dòng)過程52理想啟動(dòng)過程 IaIa、n n為理想的啟動(dòng)過程曲線。為理想的啟動(dòng)過程曲線。 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很快加大到允許過載能力值電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很快加大到允許過載能力值IamIam，且保持不變。此時(shí)，轉(zhuǎn)速且保持不變。此時(shí)，轉(zhuǎn)速n n得到線性增長得到線性增長 當(dāng)升到所需要的大小時(shí)，

38、電流急劇下降到克服負(fù)載所需的當(dāng)升到所需要的大小時(shí)，電流急劇下降到克服負(fù)載所需的電流電流IaIa值。值。53轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成 54轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成 55轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的組成 56轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)分析轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)分析 從靜特性上看，維持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變是由從靜特性上看，維持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變是由速度調(diào)節(jié)器速度調(diào)節(jié)器STST來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。 在在電流調(diào)節(jié)器電流調(diào)節(jié)器LTLT上，使用的是電流負(fù)反饋，它有使靜特性變軟的趨勢，上，使用的是電流負(fù)反饋，它有使靜特性變軟的趨勢，但是在系統(tǒng)中還有

39、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)包在外面，電流負(fù)反饋對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)來說相當(dāng)?shù)窃谙到y(tǒng)中還有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)包在外面，電流負(fù)反饋對(duì)于轉(zhuǎn)速環(huán)來說相當(dāng)于一個(gè)擾動(dòng)作用，只要轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器于一個(gè)擾動(dòng)作用，只要轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器STST的放大倍數(shù)足夠大，而且沒有飽和，則的放大倍數(shù)足夠大，而且沒有飽和，則電流負(fù)反饋的擾動(dòng)作用就受到抑制。電流負(fù)反饋的擾動(dòng)作用就受到抑制。 整個(gè)系統(tǒng)的本質(zhì)由外環(huán)速度調(diào)節(jié)器來決定，它仍然是一個(gè)無靜差的調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的本質(zhì)由外環(huán)速度調(diào)節(jié)器來決定，它仍然是一個(gè)無靜差的調(diào)速系統(tǒng)。也就是說，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，電流負(fù)反饋使靜特性可能產(chǎn)生速系統(tǒng)。也就是說，當(dāng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和時(shí)，電流負(fù)反饋使靜特性可能產(chǎn)生的速降完全被轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作

40、用所抵消了，一旦的速降完全被轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的積分作用所抵消了，一旦STST飽和，當(dāng)負(fù)載電流過飽和，當(dāng)負(fù)載電流過大，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用使轉(zhuǎn)速下降很大時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)即失去作用，只剩下電流大，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用使轉(zhuǎn)速下降很大時(shí)，轉(zhuǎn)速環(huán)即失去作用，只剩下電流環(huán)起作用，這時(shí)系統(tǒng)表現(xiàn)為恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜特性便會(huì)呈現(xiàn)出很陡的下垂段環(huán)起作用，這時(shí)系統(tǒng)表現(xiàn)為恒流調(diào)節(jié)系統(tǒng)，靜特性便會(huì)呈現(xiàn)出很陡的下垂段特性。特性。57動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 58動(dòng)態(tài)分析動(dòng)態(tài)分析 5960616263特點(diǎn)64特點(diǎn)6510.3.3可逆直流調(diào)速系統(tǒng)可逆直流調(diào)速系統(tǒng) 使電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)使電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)向電流，向電流，向直流電動(dòng)機(jī)提供雙向直流電動(dòng)機(jī)提供雙可逆直流

41、系統(tǒng)可逆直流系統(tǒng)使電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)使電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)向電流，向電流，向直流電動(dòng)機(jī)提供單向直流電動(dòng)機(jī)提供單不可逆直流系統(tǒng)不可逆直流系統(tǒng)66利用接觸器進(jìn)行切換的可逆線路利用接觸器進(jìn)行切換的可逆線路 當(dāng)當(dāng)FKMFKM閉合，閉合，RKMRKM打開時(shí)，電路中打開時(shí)，電路中A A點(diǎn)為正極性電位，點(diǎn)為正極性電位，B B點(diǎn)為負(fù)點(diǎn)為負(fù)極性電位，電樞電流的方向如圖中紅線線所示，設(shè)此時(shí)電極性電位，電樞電流的方向如圖中紅線線所示，設(shè)此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)當(dāng)RKMRKM閉合，閉合，F(xiàn)KMFKM打開時(shí)，打開時(shí)，A A點(diǎn)為負(fù)極性電位，點(diǎn)為負(fù)極性電位，B B點(diǎn)為正極性電點(diǎn)為正極性電位，電樞電流的方向如圖中綠線所示，此時(shí)電動(dòng)

42、機(jī)應(yīng)反轉(zhuǎn)。位，電樞電流的方向如圖中綠線所示，此時(shí)電動(dòng)機(jī)應(yīng)反轉(zhuǎn)。只用一套晶閘管整流電路，只用一套晶閘管整流電路，利用接觸器利用接觸器RKMRKM和和RKMRKM來改變來改變電動(dòng)機(jī)電樞電流的方向。電動(dòng)機(jī)電樞電流的方向。這種可逆線路比較簡單、經(jīng)濟(jì)，但是，接觸器的壽命比較這種可逆線路比較簡單、經(jīng)濟(jì)，但是，接觸器的壽命比較短，另外，一個(gè)方向的接觸器斷開到另一個(gè)方向的接觸器短，另外，一個(gè)方向的接觸器斷開到另一個(gè)方向的接觸器閉合，大約需閉合，大約需1.2s1.2s0.5s0.5s的時(shí)間，它使切換過程延緩。因的時(shí)間，它使切換過程延緩。因此，這種方案一般適用于不頻繁快速正、反轉(zhuǎn)的場合。此，這種方案一般適用于不頻

43、繁快速正、反轉(zhuǎn)的場合。67利用晶閘管切換的可逆線路利用晶閘管切換的可逆線路 當(dāng)晶閘管當(dāng)晶閘管1VS1VS和和4VS4VS觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，A A點(diǎn)為正極性電位，點(diǎn)為正極性電位，而而B B點(diǎn)為負(fù)極性電位，電樞電流如圖中紅線所示的方向，點(diǎn)為負(fù)極性電位，電樞電流如圖中紅線所示的方向，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)；電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)； 當(dāng)晶閘管當(dāng)晶閘管2VS2VS和和3VS3VS觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，A A點(diǎn)得到負(fù)極性電位，點(diǎn)得到負(fù)極性電位，而而B B點(diǎn)為正極性電位，電樞電流的方向如圖中綠線所示，點(diǎn)為正極性電位，電樞電流的方向如圖中綠線所示，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 這種利用晶閘管切換的電樞可逆線路，經(jīng)濟(jì)上沒有這種利用

44、晶閘管切換的電樞可逆線路，經(jīng)濟(jì)上沒有明顯的優(yōu)點(diǎn)。所以，只適用于幾十明顯的優(yōu)點(diǎn)。所以，只適用于幾十kWkW以下的可逆調(diào)速以下的可逆調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)。68采用兩套晶閘管整流電采用兩套晶閘管整流電路的可逆線路路的可逆線路 正向晶閘管整流電路設(shè)為正向晶閘管整流電路設(shè)為組，為電動(dòng)機(jī)提供正向組，為電動(dòng)機(jī)提供正向電樞電流，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)；電樞電流，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)； 反向晶閘管整流電路為反向晶閘管整流電路為組，為電動(dòng)機(jī)提供反向電組，為電動(dòng)機(jī)提供反向電樞電流，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。樞電流，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)。 采用兩組晶閘管整流電路組成的可逆線路中，不通采用兩組晶閘管整流電路組成的可逆線路中，不通過負(fù)載而只流過兩組

45、晶閘管電路的電流稱為過負(fù)載而只流過兩組晶閘管電路的電流稱為環(huán)流環(huán)流。 根據(jù)有無環(huán)流，調(diào)速線路又分有環(huán)流（可控有環(huán)流）根據(jù)有無環(huán)流，調(diào)速線路又分有環(huán)流（可控有環(huán)流）及及無環(huán)流（邏輯無環(huán)流，錯(cuò)位無環(huán)流）無環(huán)流（邏輯無環(huán)流，錯(cuò)位無環(huán)流）兩種。兩種。69三相半波反并聯(lián)可三相半波反并聯(lián)可逆線路逆線路 采用兩組晶閘管整流電路組成的可逆線路又分為兩種接采用兩組晶閘管整流電路組成的可逆線路又分為兩種接線方式線方式: :一種為反并聯(lián)連接，它的特點(diǎn)是由一種為反并聯(lián)連接，它的特點(diǎn)是由一個(gè)交流電源一個(gè)交流電源同時(shí)向同時(shí)向兩組晶閘管整流電路供電；兩組晶閘管整流電路供電；另一種為交叉連接，它的特點(diǎn)是兩組晶閘管整流電路另一

46、種為交叉連接，它的特點(diǎn)是兩組晶閘管整流電路由由兩個(gè)獨(dú)立的交流電源兩個(gè)獨(dú)立的交流電源分別供電。分別供電。在三相全控橋可逆線路中，交叉連接比反并聯(lián)連接所用在三相全控橋可逆線路中，交叉連接比反并聯(lián)連接所用的限制環(huán)流大小的均衡電抗器數(shù)目可少一半，因而，的限制環(huán)流大小的均衡電抗器數(shù)目可少一半，因而，在有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)中，三相全控橋均采用交叉連接組在有環(huán)流調(diào)速系統(tǒng)中，三相全控橋均采用交叉連接組成可逆調(diào)速系統(tǒng)。除此而外，成可逆調(diào)速系統(tǒng)。除此而外，一般均采用反并聯(lián)連接一般均采用反并聯(lián)連接形式。形式。 70三相半波反并聯(lián)可逆三相半波反并聯(lián)可逆線路線路組：晶閘管控制角組：晶閘管控制角 1 1由由9090度逐漸減小度逐漸減小組：晶閘管截止組：晶閘管截止U Ud d 1 1由零逐漸增加，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并正轉(zhuǎn)，由零逐漸增加，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)并正轉(zhuǎn)， 電動(dòng)機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)；電動(dòng)機(jī)處于正向電動(dòng)狀態(tài)；組處于整流狀態(tài)組處于整流狀態(tài)第一象限第一象限71三相半波反并聯(lián)可逆三相半波反并聯(lián)可逆線路線路組：晶閘管截止組：晶閘管截止組：晶閘管控制角組：晶閘管控制角 2 2由由180180度逐漸減小（度逐漸減?。?80 180 2 90 )2 90 )U U