直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)

直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)第1頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六11.1機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類1.機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成機(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).(1)開環(huán)控制系統(tǒng):

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)控制量的影響和聯(lián)系，這樣的控制系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。第2頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(2)閉環(huán)控制系統(tǒng)

當(dāng)系統(tǒng)受到外界的擾動(dòng)(如負(fù)載的波動(dòng))，使被調(diào)量與給定值發(fā)生偏差時(shí)，由測(cè)量環(huán)節(jié)(測(cè)速發(fā)電機(jī))測(cè)量的被調(diào)量(電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速)和給定值進(jìn)行比較，得出偏差，再經(jīng)過放大環(huán)節(jié)將偏差信號(hào)放大去控制執(zhí)行環(huán)節(jié)，達(dá)到抵消擾動(dòng)減少偏差的目的。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)，故又稱閉環(huán)控制系統(tǒng)或反饋控制系統(tǒng)。第3頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

上述的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)是從組成原理上分的。常見的還有下列的分類方法：

(1)按采用不同的反饋方式，可分為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋、電勢(shì)負(fù)反饋、電壓負(fù)反饋及電流正反饋控制系統(tǒng)；(2)按自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可分為單環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)和多環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；(3)按系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)被調(diào)量與給定量有無差別，可分為有靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)和無靜差調(diào)節(jié)系統(tǒng)；(4)按給定量變化的規(guī)律，可分為定值調(diào)節(jié)系統(tǒng)、程序控制系統(tǒng)和隨動(dòng)系統(tǒng)；(5)按調(diào)節(jié)動(dòng)作與時(shí)間的關(guān)系，可分為斷續(xù)控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)；(6)按系統(tǒng)中所包含的元件特性，可分為線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng)。第4頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例:閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)方框圖第5頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六11.2機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)調(diào)速方案的選擇1.生產(chǎn)機(jī)械對(duì)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)的要求1)靜態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)調(diào)速范圍D聯(lián)立解上兩式得:電動(dòng)機(jī)調(diào)速特性如下圖,靜差度S取S2的值.-----額定負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降.(2)靜差度S式中.no-理想空載轉(zhuǎn)速;第6頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2)動(dòng)態(tài)技術(shù)指標(biāo)(1)最大超調(diào)量:為10%-35%.(2)過渡過程時(shí)間T(3)振蕩次數(shù)第7頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)方案的確定原則1)不要求電氣調(diào)速的:(1)空載,輕載起動(dòng)的,選鼠籠式異步電動(dòng)機(jī);(2)重載起動(dòng)的,選線繞式異步電動(dòng)機(jī);(3)大容量的選同步電動(dòng)機(jī);其中,簡(jiǎn)單的采用繼電器-接觸器控制;復(fù)雜的采用PLC控制.2)要求電氣調(diào)速的,根據(jù)調(diào)速指標(biāo)確定拖動(dòng)方案:(1)D=2-3.有級(jí)調(diào)速,選多速電動(dòng)機(jī);(2)D小于10,無級(jí)調(diào)速,選滑差電動(dòng)機(jī);(3)D大于10,無級(jí)調(diào)速,采用SCR-M自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng).3)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性與生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載特性匹配.第8頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例:某直流調(diào)速系統(tǒng),其高速,低速特性如圖示,=1450r/min,=145r/min,=10r/min,問系統(tǒng)達(dá)到的調(diào)速范圍有多大?系統(tǒng)允許的靜差度是多少?解:=1440/135=10.67=10/145=6.9%或=1450(0.069)/10(1-0.069)=10.67第9頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六11.3晶閘管-電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)

一.單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

1.有靜差調(diào)速系統(tǒng)1).轉(zhuǎn)速負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)--------系統(tǒng)原理方框圖第10頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六轉(zhuǎn)速負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)(1)系統(tǒng)組成直流電動(dòng)機(jī);晶閘管觸發(fā)電路和主電路;放大器(比例調(diào)節(jié)器);給定環(huán)節(jié)—給定電壓Ug;反饋環(huán)節(jié)---反饋電壓Uf=;放大器

比較環(huán)節(jié)(2)靜特性方程式比較環(huán)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為令前向通道放大倍數(shù)為電動(dòng)機(jī)電樞回路整流環(huán)節(jié)輸出電壓第11頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六靜特性方程式聯(lián)立求解上頁(yè)幾式得閉環(huán)系統(tǒng)靜特性方程式比較式(11.5)和式(11.6),得到兩個(gè)重要的結(jié)論:由電動(dòng)機(jī)電樞電路方程式可得開環(huán)系統(tǒng)靜特性方程式第12頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例1:某直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)范圍是1500-

150r/min,靜差度為0.05,問系統(tǒng)允許的速降是多少?如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是80r/min,求閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù).解;由得思考題:1500r/min是額定轉(zhuǎn)速還是理想空載轉(zhuǎn)速?第13頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六例2:某直流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)范圍是D=1:10,額定轉(zhuǎn)速為1000r/min,開環(huán)轉(zhuǎn)速速降是100r/min,如果要求系統(tǒng)的靜差度由15%降至5%,則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù).如何變化?解:開環(huán)時(shí)額定轉(zhuǎn)速下的靜差度為

=1000(0.05)/10(1-0.05)=5.26=1000(0.15)/10(1-0.15)=17.65=100/5.26=18=100/17.65=4.67不滿足5%的指標(biāo)要求,要采用閉環(huán)系統(tǒng).第14頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2)電壓負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)

轉(zhuǎn)速負(fù)反饋是抑制轉(zhuǎn)速變化的最直接而有效的方法，它是自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)最基本的反饋形式。但轉(zhuǎn)速負(fù)反饋需要有反映轉(zhuǎn)速的測(cè)速發(fā)電機(jī)，它的安裝和維修都不太方便，因此，在調(diào)速系統(tǒng)中還采用其他的反饋形式。

(1)電壓負(fù)反饋系統(tǒng)：具有電壓負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)速系統(tǒng)如下圖所示.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨電樞端電壓的大小而變。電壓負(fù)反饋系統(tǒng)就是把電動(dòng)機(jī)電樞電壓作為反饋量，以調(diào)整轉(zhuǎn)速。電壓負(fù)反饋系統(tǒng)的特點(diǎn)是線路簡(jiǎn)單，可是它穩(wěn)定速度的效果并不大，因?yàn)?，?fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞內(nèi)阻引起的內(nèi)阻壓降得不到補(bǔ)償.一般線路中采用電壓負(fù)反饋，主要不是用它來穩(wěn)速，而是用它來防止過壓、改善動(dòng)態(tài)特性、加快過渡過程。第15頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(2)具有電壓負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)速系統(tǒng)注意反饋電壓與給定電壓的極性第16頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3)電流正反饋與電壓負(fù)反饋的綜合反饋系統(tǒng)(1)電流正反饋的作用: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)電流正反饋環(huán)節(jié).它是把反映電動(dòng)機(jī)電樞電流大小的量取出，與電壓負(fù)反饋一起加到放大器輸入端。由于是正反饋，當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，放大器輸入信號(hào)也增加，使晶閘管整流輸出電壓增加，以此來補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)電樞電阻所產(chǎn)生的壓降。由于這種反饋方式的轉(zhuǎn)速降落比僅有電壓負(fù)反饋時(shí)小了許多，因而擴(kuò)大了調(diào)速范圍，如果比例選擇恰當(dāng)，綜合反饋將具有電勢(shì)內(nèi)反饋,即相似于轉(zhuǎn)速反饋的性質(zhì)。第17頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六電流正反饋與電壓負(fù)反饋的綜合反饋系統(tǒng)方框圖

第18頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4)電流截止負(fù)反饋系統(tǒng)

是一種在過渡過程中起作用的反饋,稱為軟反饋.

(1)電流截止負(fù)反饋的作用在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)起動(dòng)瞬間,轉(zhuǎn)子沒有動(dòng),沒有反饋電壓,只有給定電壓起作用.一方面,電動(dòng)機(jī)將快速起動(dòng);另一方面,過大的起動(dòng)電流對(duì)電動(dòng)機(jī)不利.為了限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程時(shí)的過大電流,引入電流截止負(fù)反饋.(2)電流截止負(fù)反饋的特性近似挖掘機(jī)特性.如圖示.第19頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六帶電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)方框圖(3)截止電流的整定截止電流Io=(1-1.1)IaN堵轉(zhuǎn)電流Iao=(2-2.5)IaN(4)電流截止負(fù)反饋的組成訊號(hào)源IaR;反饋源Ub;方向整流器V.第20頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六5)有靜差調(diào)速系統(tǒng)舉例

X2010A型龍門銑床工作臺(tái)進(jìn)給傳動(dòng)

晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)(1)概述:龍門銑床的主運(yùn)動(dòng)為銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有工作臺(tái)的前后移動(dòng)，左、右主軸箱沿立柱上下移動(dòng)，垂直主軸箱沿橫梁左右移動(dòng)(均共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)，用選擇開關(guān)控制電磁離合器來進(jìn)行選擇)，傳動(dòng)電機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)，采用晶閘管整流供電，無級(jí)調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓進(jìn)行調(diào)速.工作臺(tái)和主軸箱的快速移動(dòng)，仍用進(jìn)給電動(dòng)機(jī)傳動(dòng).(2)調(diào)速指標(biāo):調(diào)速范圍D=50,靜差度S<15%.(3)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)方框圖

第21頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)方框圖第22頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(4)SCR-M主回路由于進(jìn)給電動(dòng)機(jī)正反向工作不頻繁，容量也不大(4kW,1000r/min,200V)，因此采用單相半控橋式整流線路，電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)由接觸器FKM、RKM控制，主回路整流元件均設(shè)有阻容保護(hù)元件，電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)采用能耗制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)接觸器KM動(dòng)作，將電阻R并接在電樞兩端。電流繼電器2KA作過電流保護(hù)，在50A左右動(dòng)作。電動(dòng)機(jī)是一個(gè)反電勢(shì)負(fù)載，具有一定的電感，當(dāng)主回路中沒有另加濾波電抗器時(shí)，主回路電流總是斷續(xù)的,特別是在輕負(fù)載情況下，晶閘管整流電壓要升高，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比有濾波電抗器情況下的轉(zhuǎn)速要高.續(xù)流二極管3VD在低速、大負(fù)載情況下，有續(xù)流作用，以保證晶閘管整流器的正常工作。主電路電氣原理圖如下.第23頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六SCR-M主電路圖第24頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(5)晶閘管觸發(fā)電路

采用同步波為鋸齒波的晶體管移相觸發(fā)電路第25頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六(6)放大器

采用單級(jí)晶體管電壓放大器在放大器的輸入端加有各種反饋信號(hào)：a、采用深度速度負(fù)反饋，是為了提高電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的硬度，滿足調(diào)速范圍的要求。b、電壓微分(軟)負(fù)反饋環(huán)節(jié)，由18C、23R組成，進(jìn)給工作時(shí)，繼電器4K得電，其常閉觸頭斷開，18C起作用，該環(huán)節(jié)起軟反饋?zhàn)饔?，以增?qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。c、電流微分負(fù)反饋環(huán)節(jié)，由19C、24R組成，同樣是為了增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。d、電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)，由穩(wěn)壓管5VZ和濾波電感L組成。從主電路中的1RF上取出的電壓正比于主回路負(fù)載電流,在負(fù)載電流(平均值)較大時(shí)，從1RF上取出的電壓大于5VZ的擊穿電壓，限流回路開放，使5VT截止，Uco增大，α增大，晶閘管輸出減小，從而限制主回路電流，以保護(hù)晶閘管和電動(dòng)機(jī)。第26頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六放大器電路圖第27頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2.無靜差調(diào)速系統(tǒng)1)比例積分調(diào)節(jié)器(PI調(diào)節(jié)器)采用PI調(diào)節(jié)器能獲得較高的靜態(tài)精度能具有較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng).電路圖時(shí)間特性第28頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2)具有比例積分調(diào)節(jié)的無靜差調(diào)速系統(tǒng)方框圖放大器的反饋電路不是R,而是R,C第29頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載增加(a)轉(zhuǎn)速下降(b)比例部分從一開始起調(diào)節(jié)作用,使整流電壓增加(c)之1曲線,積分部分在以后起作用,并保持?jǐn)?shù)值不變,見(c)之2曲線.PI調(diào)節(jié)器的綜合作用如(c)中曲線3所示.調(diào)節(jié)作用第30頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六二.雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)1.轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成有些生產(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，要求盡量縮短起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)過渡過程的時(shí)間，這就要求在起動(dòng)過程中，把電動(dòng)機(jī)的電流當(dāng)作被調(diào)節(jié)量，使之維持為電動(dòng)機(jī)允許的最大值Iam并保持不變。這就要求有一個(gè)電流調(diào)節(jié)器來完成這個(gè)任務(wù)。具有速度調(diào)節(jié)器ASR和電流調(diào)節(jié)器ACR的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)就是在這種要求下產(chǎn)生的.

理想的起動(dòng)過程曲線第31頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)分析第32頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1)靜態(tài)分析從靜特性上看，維持電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不變是由速度調(diào)節(jié)器ASR來實(shí)現(xiàn)的。在電流調(diào)節(jié)器ACR上，使用的是電流負(fù)反饋，它有使靜特性變軟的趨勢(shì)，但轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)是外環(huán)，內(nèi)環(huán)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ASR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。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ASR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。第33頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六在突加給定電壓Ugn的起動(dòng)過程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓Ugi,電流調(diào)節(jié)器輸出電壓Uk,可控整流器輸出電壓Ud,電動(dòng)機(jī)電樞電流Ia和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)響應(yīng)波形如右圖。整個(gè)過渡過程可以分成三個(gè)階段，在圖中分別標(biāo)以Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ.雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在起動(dòng)過程的大部分時(shí)間內(nèi)，ASR處于飽和限幅狀態(tài)，轉(zhuǎn)速環(huán)相當(dāng)于開路,系統(tǒng)表現(xiàn)為恒電流調(diào)節(jié)，2)動(dòng)態(tài)分析第34頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六三.可逆直流調(diào)速系統(tǒng)1.接觸器切換2.晶閘管切換適用于中小型電機(jī)第35頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.采用兩套晶閘管變流器的可逆線路

線路分為有環(huán)流和無環(huán)流(邏輯無環(huán)流,錯(cuò)位無環(huán)流)兩種.第36頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六11.4晶體管-電動(dòng)機(jī)直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)1.基本工作原理對(duì)角線上的一對(duì)大功率晶體管的基極,接受同一控制信號(hào)同時(shí)導(dǎo)通或截止.電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速取決于電壓平均值Uav.設(shè)矩形波的周期為T,正向脈寬為t1,定義占空比則:第37頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2、主要特點(diǎn)晶體管直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)與晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)比較具有下列特點(diǎn)：(1)主電路所需的功率元件少。實(shí)現(xiàn)同樣的功能，一般晶體管的數(shù)量?jī)H為晶閘管的1/3～1/6。(2)控制線路簡(jiǎn)單。晶體管的控制比晶閘管的容易，不存在相序問題，不需要煩瑣的同步移相觸發(fā)控制電路。(3)晶體管脈寬調(diào)制(PWM)放大器的開關(guān)頻率高,前者的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)速精度等性能指標(biāo)都比后者好。電動(dòng)機(jī)的附加損耗都小。(4)晶體管脈寬調(diào)制放大器的電壓放大系數(shù)不隨輸出電壓的改變而變化，而晶閘管整流器的電壓放大系數(shù)在輸出電壓低時(shí)變小。這樣前者的低速性能要比后者好得多，它可使電動(dòng)機(jī)在很低的速度下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，其調(diào)速范圍很寬.第38頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六3.晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)組成方框圖第39頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六1)主電路(功率開關(guān)放大器)晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)主電路的結(jié)構(gòu)形式有多種，按輸出極性有單極性輸出和雙極性輸出之分，而雙極性輸出的主電路又分H型和T型兩類，H型脈寬放大器又可分為單極式和雙極式兩種，右圖所示為雙極性雙極式脈寬放大器.第40頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六2)控制電路(1)速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器:ASR和ACR都采用比例積分調(diào)節(jié)器.(2)三角波發(fā)生器:可以獲得一個(gè)對(duì)稱的三角波電壓.(3)電壓-脈沖變換器:產(chǎn)生正,負(fù)脈寬相等的矩形波電壓.(4)脈沖分配器及軸功率放大,電路圖見右圖.(5)其他控制電路第41頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六4.晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)的分析

1)靜態(tài)系統(tǒng)處于靜態(tài)時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),，速度調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出均為零，電壓-脈沖變換器BU在三角波的作用下，輸出正、負(fù)等寬的方波電壓U4,經(jīng)脈沖分配器和功放電路產(chǎn)生的Ub1,4和Ub2,3;加在橋式功率開關(guān)管VT1～4的基極，使橋式功率晶體管輪流導(dǎo)通或截止，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓等于零，電動(dòng)機(jī)停止不動(dòng)。必須說明的是，此時(shí)，電動(dòng)機(jī)電樞兩端的平均電壓及平均電流雖然為零，但電動(dòng)機(jī)電樞的瞬時(shí)電壓及電流并不為零，在ASR及ACR的作用下，系統(tǒng)實(shí)際上處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。

第42頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期六晶體管脈寬調(diào)速系統(tǒng)的分析2)起動(dòng):以正轉(zhuǎn)起動(dòng)為例,速度給定信號(hào)Ugn送入后,速度調(diào)節(jié)器的輸入端之后，速度調(diào)節(jié)器的輸出Ugi便一直處于最大限幅值，相當(dāng)于速度調(diào)節(jié)