直流電動機調(diào)速控制系統(tǒng)課件

直流電動機調(diào)速控制系統(tǒng)直流電動機概述

直流電動機的基本結(jié)構(gòu)

直流電動機具有良好的啟動、制動和調(diào)速特性，可很方便地在寬範圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速，故多採用在對電動機的調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)設(shè)備中。直流電動機的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示，主要包括三大部分：(1)定子定子磁極磁場由定子的磁極產(chǎn)生。根據(jù)產(chǎn)生磁場的方式，可分為永磁式和他激式。永磁式磁極由永磁材料製成，他激式磁極由衝壓矽鋼片疊壓而成，外繞線圈，通以直流電流便產(chǎn)生恒定磁場。(2)轉(zhuǎn)子又叫電樞，由矽鋼片疊壓而成，表面嵌有線圈，通以直流電時，在定子磁場作用下產(chǎn)生帶動負載旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩。(3)電刷與換向片為使所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩保持恒定方向，轉(zhuǎn)子能沿固定方向均勻地連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電刷與外加直流電源相接，換向片與電樞導體相接。永磁直流伺服電動機及工作原理

在伺服系統(tǒng)中使用的直流伺服電動機，按轉(zhuǎn)速的高低可分為兩類：高速直流伺服電動機和低速大扭矩寬調(diào)速電動機。目前在數(shù)控機床進給驅(qū)動中採用的直流電動機主要是70年代研製成功的大慣量寬調(diào)速直流伺服電動機。這種電動機分為電勵磁和永久磁鐵勵磁兩種，但占主導地位的是永久磁鐵勵磁式(永磁式)電動機。圖4-2是其基本原理的示意圖。電動機轉(zhuǎn)矩平衡方程式

Te=KmIa(4-1)Te=CmIa(4-2)Tr=Te-T0=TL(4-3)

Te-TL=Jdω/dt

(4-4)在實際工程計算中，經(jīng)常用轉(zhuǎn)速n代替角速度ω，用飛輪慣量(也稱飛輪轉(zhuǎn)矩)DG2代替轉(zhuǎn)動慣量J。ω與n的關(guān)係，DG2與J的關(guān)係為

ω=2πn/60

J=mρ2=

DG2/4g式中m－系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的品質(zhì)(Kg)；G

－系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的重力(N)；ρ－為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣性半徑(m)；D

－為系統(tǒng)轉(zhuǎn)動部分的轉(zhuǎn)動慣性直徑(m)；G－為重力加速度。將上面兩式代入式(4-4)中，可得

Te-TL=DG2/375(4-5)式中GD2－轉(zhuǎn)動部分的飛輪矩(N·m)；我們稱（Te-TL）為動轉(zhuǎn)矩，動轉(zhuǎn)矩等於零時，系統(tǒng)處於恒轉(zhuǎn)速運行的穩(wěn)態(tài)；動轉(zhuǎn)矩大於零時，系統(tǒng)處於加速運行的過渡過程中；動轉(zhuǎn)矩小於零時，系統(tǒng)處於減速運行的過渡過程中。電動機的電壓平衡方程式

E=Keφn(4-6)

E=Cen(4-7)電動機各個電量的方向，如圖4-4所示。

圖4-4直流電動機中各電量的參考方向外加電壓為U時有

U=

E-Ia

Ra

(4-8)上式就是直流電動機的電壓平衡方程式。它表明了外加電壓與反電動勢及電樞內(nèi)阻壓降的平衡關(guān)係?；蛘哒f，外加電壓一部分用來抵消反電動勢，一部分消耗在電樞電阻上。

電動機轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)係如果把E=Cen代入式(4-8)，便可得出電樞電流I的運算式

Ia=(U-Cen)/Ra（4-9）由上式可見，直流電動機和一般的直流電路不一樣，它的電流不僅取決於外加電壓和自身電阻，並且還取決於與轉(zhuǎn)速成正比的反電動勢(當φ為常數(shù))。將式(4-1)代入(4-9)式，可得

n=U/Ce-RTe/CeCm(4-10)其中Cm=Kmφ，式（4-10）稱為電動機的機械特性，它描述了電動機的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)係。圖4-5是機械特性曲線族。在這一曲線族中，不同的電樞電壓對應於不同的曲線，各曲線是彼此平行的。n0(U/Ce)稱為“理想空載轉(zhuǎn)速”，而⊿n(RTe/CeCm)稱為轉(zhuǎn)速降落。直流電動機的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速的定義

直流電動機的調(diào)速方法調(diào)速指標

單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

調(diào)速的定義

所謂調(diào)速，是指在某一負載下，通過改變電動機或電源參數(shù)，來改變機械特性曲線，從而使電動機轉(zhuǎn)速發(fā)生變化或保持不變。即調(diào)速包含兩方面，其一、在一定範圍內(nèi)“變速”，如圖4-6所示，當電動機負載不變時，轉(zhuǎn)速可由na變到nb或nc。其二保持“穩(wěn)速”，在某一速度下運行的生產(chǎn)機械受到外界干擾（如負載增加），為了保證電動機工作速度不受干擾的影響而下降，需要進行調(diào)速，使速度接近或等於原來的轉(zhuǎn)速，如圖4-6中nd即為負載由T1增加至T2後的速度，與na基本一致。直流電動機轉(zhuǎn)速運算式如式（4-10）所示，由該式可知，直流伺服電動機有兩種調(diào)速方法：調(diào)節(jié)電樞電壓Ud及改變電樞附加電阻R。

兩種調(diào)速方法的機械特性如圖4-7所示。改變電樞電壓U所得的機械特性是一組平行變化的曲線[圖4-7a)]，採用此種方法，一般在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)速，最低轉(zhuǎn)速取決於電動機低速時的穩(wěn)定性。具有調(diào)速範圍寬，機械特性硬，動態(tài)性能好的特點。在連續(xù)改變電樞電壓時，能實現(xiàn)無級平滑調(diào)速，是目前主要調(diào)速方法之一。改變電樞電阻即在電樞回路串接不同附加電阻，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。觀察圖4-7b）發(fā)現(xiàn)，外接電阻越大，電阻功耗越大，特性越軟，穩(wěn)定性越差，是有級調(diào)速。此法在實際中已很少應用。調(diào)速指標靜態(tài)調(diào)速指標調(diào)速範圍靜差率調(diào)速範圍與靜差率的關(guān)係動態(tài)調(diào)速指標跟隨性能指標抗擾性能指標單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)系統(tǒng)的組成及原理系統(tǒng)的靜特性及靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的回饋控制規(guī)律單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性由上可知，為滿足調(diào)速系統(tǒng)的性能指標，在開環(huán)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入轉(zhuǎn)速負回饋構(gòu)成單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)。在電動機軸上安裝一臺測速發(fā)電機TG，引出與轉(zhuǎn)速成正比的電壓信號Ufn，以此作為回饋信號與給定電壓信號Un比較，所得差值電壓⊿Un，經(jīng)放大器產(chǎn)生控制電壓Uct，用以控制電動機轉(zhuǎn)速，從而構(gòu)成了轉(zhuǎn)速負回饋調(diào)速系統(tǒng)，其控制原理圖如圖4-12所示?；仞伩刂频拈]環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正偏差的作用。速度降落正是由負載引起的轉(zhuǎn)速偏差，因而，閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。其調(diào)節(jié)過程如下：TL↑→n↓→Ufn↓→⊿Un(=Un-Ufn)↑→Uct↑→Ud↑→n↑

系統(tǒng)的靜特性及靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)的回饋控制規(guī)律

應用比例調(diào)節(jié)器的閉環(huán)控制系統(tǒng)是有靜差的控制系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)對於給定輸入絕對服從轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)的抗擾動性能圖4-14標出了各種擾動因素對系統(tǒng)的作用?，F(xiàn)以交流電源電壓波動為例，定性說明閉環(huán)系統(tǒng)對擾動作用的抑制過程：U2↓→Ud0↓→n↓→Ufn↓→⊿Un↑→n↑閉環(huán)系統(tǒng)對檢測和給定本身的擾動無抑制能力，若測速發(fā)電機磁場不穩(wěn)定，引起回饋電壓Ufn變化，使轉(zhuǎn)速偏離原值，這種由測速發(fā)電機本身誤差引起的轉(zhuǎn)速變化，閉環(huán)系統(tǒng)無抑制能力。所以對測速電動機選擇及安裝必須特別注意，確?；仞仚z測元件的精度是對閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)速精度至關(guān)重要的，是決定性的作用。

單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)特性

在單閉環(huán)有靜態(tài)差調(diào)速系統(tǒng)中，引入轉(zhuǎn)速負回饋且有了足夠大開環(huán)放大係數(shù)K後，就可以滿足系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能要求。由自動控制理論可知，K值過大時，會引起閉環(huán)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，須採取校正措施才能使系統(tǒng)正常工作。另外，系統(tǒng)還必須滿足各種動態(tài)性能指標。為此，必須進一步分析系統(tǒng)的動態(tài)特性。轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學模型直流電動機傳遞函數(shù)晶閘管觸發(fā)器和整流器的傳遞函數(shù)放大器及轉(zhuǎn)速回饋環(huán)節(jié)，放大器為比例調(diào)節(jié)器單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖和傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速負回饋單閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)

積分、比例積分控制規(guī)律積分調(diào)節(jié)器及積分控制規(guī)律比例積分調(diào)節(jié)器及控制規(guī)律電流截止負回饋環(huán)節(jié)帶電流截止負回饋環(huán)節(jié)的單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)直流電動機調(diào)速系統(tǒng)

帶電流截止負回饋環(huán)節(jié)、採用PI調(diào)節(jié)器的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，既保證了電動機的安全運行，又具有較好的動、靜態(tài)性能。然而僅靠電流截止環(huán)節(jié)來限制起動和升速時的衝擊電流，性能並不令人滿意，為充分利用電動機的超載能力來加快起動過程，專門設(shè)置一個電流調(diào)節(jié)器，從而構(gòu)成電流、轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，實現(xiàn)在最大電樞電流約束下的轉(zhuǎn)速過渡過程最快的“最優(yōu)”控制。本節(jié)介紹雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工作原理

電流調(diào)節(jié)環(huán)速度調(diào)節(jié)環(huán)雙閉環(huán)系統(tǒng)起動過程分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)抗擾動性能雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的作用直流脈寬調(diào)速控制系統(tǒng)

概述PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路

概述

脈寬調(diào)製的理論

不可逆PWM變換器可逆PWM變換器

PWM伺服系統(tǒng)的開環(huán)機械特性脈寬調(diào)製的理論許多工業(yè)傳動系統(tǒng)都是由公共直流電源或蓄電池供電的。在多數(shù)情況下，都要求把固定的直流電源電壓變換為不同的電壓等級，例如地鐵列車、無軌電車或由蓄電池供電的機動車輛等，它們都有調(diào)速的要求，因此，要把固定電壓的直流電源變換為直流電動機電樞用的可變電壓的直流電源。由脈衝寬度調(diào)製（PulseWidthModulation）變換器向直流電動機供電的系統(tǒng)稱為脈衝寬度調(diào)製調(diào)速控制系統(tǒng)，簡稱PWM調(diào)速系統(tǒng)。圖4-34是脈寬調(diào)製型調(diào)速控制系統(tǒng)原理圖及輸出電壓波形。不可逆PWM變換器

圖4-35是簡單的不可逆PWM變換器的主電路原理圖，它實際上就是所謂的直流斬波器。電源Us一般由不可控整流電源提供，採用大電容濾波，脈寬調(diào)製器的負載為電動機電樞，它可被看成電阻—電感—反電動勢負載。二極體在功率管IGBT關(guān)斷時為電樞回路提供釋放電感儲能的續(xù)流回路。

圖4-35所示的簡單不可逆變換器中，電流ia不能反向，因此不能產(chǎn)生制動作用，只能作單象限運行。需要制動時必須具有反向電流—ia的通路，因此應該設(shè)置控制反向通路的第二個IGBT，如圖

4-36a)所示。這種電路組成的PWM伺服系統(tǒng)可在一、二兩個象限運行?？赡鍼WM變換器

可逆PWM變換器電路的結(jié)構(gòu)形式有H型和T型等類，這裏主要討論常用的H型變換器，它是由四個功率管和四個續(xù)流二極體組成的橋式電路。如圖4-38a)所示，圖中功率管選用IGBT。H型電路在控制方式上分雙極式、單極式兩種工作制。下麵著重分析雙極式工作制，然後再簡述單極式工作制的特點。

雙極性可逆PWM變換器單極式可逆PWM變換器PWM伺服系統(tǒng)的開環(huán)機械特性PWM調(diào)速系統(tǒng)的控制電路

PWM開環(huán)傳動系統(tǒng)的簡單原理圖如圖4-41所示，其控制電路主要由脈寬調(diào)製器、功率開關(guān)器的驅(qū)動電路和保護電路組成，其中最關(guān)鍵的部件是脈寬調(diào)製器。脈寬調(diào)製器集成PWM控制器脈寬調(diào)製器脈寬調(diào)製器是一個電壓—脈衝變換裝置。由控制電壓Uct進行控制，為PWM變換器提供所需的脈衝信號。脈寬調(diào)製器的基本原理是將直流信號和一個調(diào)製信號比較，調(diào)製信號可以是三角波，也可以是鋸齒波。鋸齒波脈寬調(diào)製器電路如圖4-42所示，由鋸齒波發(fā)生器和電壓比較器組成。鋸齒波發(fā)生器採用最簡單的單結(jié)晶體管多諧振蕩器4-42a)，為了控制鋸齒波的線性度，使電容器Ｃ充電電流恒定，由電晶體VT1和穩(wěn)壓管VST構(gòu)成恒流源。集成PWM控制器系統(tǒng)框圖線路簡介現(xiàn)結(jié)合PWM控制電路(圖4-44)及PWM主電路原理圖(圖4-45)，對線路作一簡介。IR2110高性能MOSFET和IGBT驅(qū)動積體電路主要設(shè)計特點和性能封裝、引腳、功能及用法工作原理簡介(IR2110的原理框圖見圖4-47)

應用注意事項TL494、TL495積體電路及其應用簡單介紹TL494和TL495是美國德克薩斯儀器公司的產(chǎn)品，原是為開關(guān)電源設(shè)計的脈衝寬度調(diào)節(jié)器作為雙端輸出類型的脈衝寬度調(diào)製器。國標規(guī)定為CW494，圖4-49所示為TL494、TL495單片PWM積體電路的等效方框圖和管腳排列圖。TL495（CW495）是TL494（CW494）的增強型，其方框電路示於圖4-52。它比TL494增加了一個齊納管VDZ和VZ電壓輸出端（15腳）。在觸發(fā)器上設(shè)置一個VD輸入端並引出作為掌舵控制端（13腳）。其結(jié)構(gòu)為雙列直插式18引線。轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計法

工程設(shè)計方法的基本思路

典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係

電流調(diào)節(jié)器設(shè)計

轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和限幅時的超調(diào)量和計算

工程設(shè)計方法的基本思路一般直流調(diào)速系統(tǒng)動態(tài)參數(shù)的工程設(shè)計，包括確定預期典型系統(tǒng)，選擇調(diào)節(jié)器形式，計算調(diào)節(jié)器參數(shù)。設(shè)計結(jié)果應滿足生產(chǎn)機械工藝要求提出的靜態(tài)與動態(tài)性能指標。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是日前直流調(diào)速系統(tǒng)中最常用最典型的一種，也是構(gòu)成各種可逆調(diào)速系統(tǒng)或高性能調(diào)速裝置的核心。因此，雙閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計具有很重要的實際意義。具有轉(zhuǎn)速回饋和電流回饋的雙閉環(huán)系統(tǒng)，屬於多環(huán)控制系統(tǒng),雙環(huán)系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)如圖4-55。目前都採用由內(nèi)向外，一環(huán)包圍一環(huán)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。每一閉環(huán)都設(shè)有本環(huán)的調(diào)節(jié)器，構(gòu)成一個完整的閉環(huán)系統(tǒng)。這種結(jié)構(gòu)為工程設(shè)計及調(diào)試工作帶來了極大的方便。設(shè)計多環(huán)系統(tǒng)的一般方法是由內(nèi)環(huán)向外環(huán)，一環(huán)一環(huán)的設(shè)計。對雙閉環(huán)的調(diào)速系統(tǒng)而言，先從內(nèi)環(huán)（電流環(huán)）開始，根據(jù)電流控制要求，確定把電流環(huán)校正往日那種典型系統(tǒng)為哪種典型系統(tǒng)，按照調(diào)節(jié)對象選擇調(diào)節(jié)器及其參數(shù)。設(shè)計完電流環(huán)之後，就把電流環(huán)等效成一個小慣性環(huán)節(jié)，作為轉(zhuǎn)速環(huán)的一個組成部分，然後用同樣方法再完成轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計。典型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係典型I型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係典型Ⅱ型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係工程設(shè)計中的近似處理

典型I型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係典型I型系統(tǒng)I型系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟隨性能I型系統(tǒng)的動態(tài)性能I型系統(tǒng)的典型參數(shù)I型系統(tǒng)的頻率特性

典型Ⅱ型系統(tǒng)及其參數(shù)與性能指標的關(guān)係典型Ⅱ型系統(tǒng)性能指標與參數(shù)關(guān)係工程設(shè)計中的近似處理高頻段小慣性環(huán)節(jié)的近似處理低頻段大慣性環(huán)節(jié)的近似處理高階系統(tǒng)的降價處理近似處理的條件小慣性環(huán)節(jié)的近似條件大慣性環(huán)節(jié)的近似條件高階系統(tǒng)的降階處理條件電流調(diào)節(jié)器設(shè)計

電流調(diào)節(jié)器ACR電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖電流調(diào)節(jié)器參數(shù)和電流閉環(huán)傳遞函數(shù)電流環(huán)校正為典型I型系統(tǒng)電流環(huán)校正為典型Ⅱ型系統(tǒng)電流調(diào)節(jié)器ACR電流環(huán)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖電流調(diào)節(jié)器參數(shù)和電流閉環(huán)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)速環(huán)設(shè)計

轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR結(jié)構(gòu)的選擇ASR及其參數(shù)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和限幅時的超調(diào)量和計算

伺服控制系統(tǒng)的電腦輔助設(shè)計伺服控制系統(tǒng)電腦輔助設(shè)計的基本原理

MATLAB/SIMULINK在伺服控制系統(tǒng)CAD中的應用

MATLAB的一些工具箱函數(shù)簡介

運用MATLAB的SIMULINK仿真

練習和思考題

4-1．什麼叫調(diào)速範圍？什麼叫靜差率？調(diào)速範圍、靜態(tài)速降和最小靜差率有什麼關(guān)係？4-2．某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速範圍是（150~1500）r/min，即D=10，要求靜差率S=3%，此時系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min,閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大係數(shù)應有多大？4-3．直流伺服電動機的調(diào)速方案有幾種？各有什麼特點？4-4．直流伺服調(diào)速系統(tǒng)當改變其給定電壓時能否改變電動機的轉(zhuǎn)速？為什麼？若給定電壓不變，改變回饋係數(shù)的大小，能否改變轉(zhuǎn)速，為什麼？4-5．如果轉(zhuǎn)速負回饋系統(tǒng)的回饋信號線斷線（或者回饋信號的極性接反）在系統(tǒng)運行中或起動時會有什麼結(jié)果？4-6．給定電源和回饋檢測元件的精度是否對閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度有影響？為什麼？4-7．有一晶閘管直流電動機伺服調(diào)速系統(tǒng)，已知：求1）系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算D=30時的S值；

2）當D=30、S=10%時，計算系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降；3）取轉(zhuǎn)速負回饋有靜差系統(tǒng)，仍要在時使電動機在額定點工作，並保持系統(tǒng)的開環(huán)放大係數(shù)不變，求D=30時系統(tǒng)的靜差率。4-8．為什麼用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？積分調(diào)節(jié)器輸入偏差電壓時，輸出電壓是多少？4-9．某調(diào)速系統(tǒng)已知數(shù)據(jù)如下：電動機：整流電路為三相橋式，調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，輸入電阻。當主電路電流為最大時，電流檢測輸出電壓為8V，最大給定電壓=10V，調(diào)速系統(tǒng)的指標：D=40，S〈10%，電流截止環(huán)節(jié)：堵轉(zhuǎn)電流，截止電流。系統(tǒng)如圖4-86所示，試在圖中標明給定電壓和回饋電壓的極性，並計算轉(zhuǎn)速回饋係數(shù)；畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖；求出滿足調(diào)速指標要求的系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)；計算放大器的比例放大倍數(shù)值；確定值。4-10．在單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負回饋調(diào)速係數(shù)中，若引入電流負回饋環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)的靜特性有何影響？4-11．PI調(diào)節(jié)器與I調(diào)節(jié)器在電路中有何差異？它們輸出特性有何不同？為什麼用PI調(diào)節(jié)器或I調(diào)節(jié)器構(gòu)成的系統(tǒng)是無靜差系統(tǒng)？4-12．若要改變雙閉環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速應調(diào)節(jié)什麼參數(shù)，若要改變系統(tǒng)起動電流應調(diào)節(jié)什麼參數(shù)？改變這些參數(shù)能否改變電動機的負載？4-13．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程的恒流升速階段，兩個調(diào)節(jié)器各起什麼作用？如果認為電流調(diào)節(jié)器起電流恒值調(diào)節(jié)作用，而轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器因不飽和不起作用？對嗎？為什麼？4-14．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中兩個調(diào)節(jié)器的輸出限幅值應如何整定？穩(wěn)態(tài)運行時，兩個調(diào)節(jié)器的輸入、輸出電壓各為多少？4-15．試分析雙閉環(huán)系統(tǒng)在穩(wěn)定運行時，如果電流回饋信號線突然斷線，系統(tǒng)是否仍然能正常工作。如果電動機突然失磁，最終是否會出現(xiàn)電動機飛車。4-16．某雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，ASR，ACR均採用PI調(diào)節(jié)器，求1）調(diào)試中怎樣才能做到時；欲使時，應調(diào)什麼參數(shù)？2）試畫出整個調(diào)速系統(tǒng)關(guān)係曲線。當α增大曲線如何變化？3）系統(tǒng)的下垂特性呈什麼形狀？4）如下垂段特性不夠陡或工作段特性不夠硬，應調(diào)什麼參數(shù)？4-17．試從靜特性，動態(tài)限流特性，啟動快速性；抗負載擾動性能，抗電源電壓波動等方面比較雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止回饋的單環(huán)系統(tǒng)。4-18．在直流調(diào)速系統(tǒng)中，閉環(huán)數(shù)是不是越多越好，環(huán)的個數(shù)受何限制？4-19．從系統(tǒng)組成、功用、工作