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本节提要 转速控制的要求和调速指标 开环调速系统及其存在的问题 闭环调速系统的组成及其静特性 开环系统特性和闭环系统特性的关系 反馈控制规律 限流保护——电流截止负反馈 1. 转速控制的要求和调速指标 任何一台需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能都有一定的要求。 归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以下三个方面： 1. 控制要求 （1）调速——在一定的最高转速和最低转速范围内，分挡地（有级）或 平滑地（无级）调节转速； （2）稳速——以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量； （3）加、减速——频繁起、制动的设备要求加、减速尽量快，以提高生产率；不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起，制动尽量平稳。 2. 调速指标 调速范围： 生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D 表示，即 静差率：当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 ?nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s ，即 图1-23 不同转速下的静差率 4. 调速范围、静差率和额定速降之间的关系 设：电机额定转速nN为最高转速，转速降落为?nN，则按照上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即 而调速范围为 式（1-34）表示调压调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的关系。对于同一个调速系统， ?nN 值一定，由式（1-34）可见，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。 结论1： 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。 例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为1430r/min，额定速降 ?nN = 115r/min，当要求静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？ 解 要求30%时，调速范围为 若要求20%，则调速范围只有 若调速范围达到10，则静差率只能是 2 开环调速系统及其存在的问题 2 开环调速系统及其存在的问题 若可逆直流脉宽调速系统是开环调速系统，调节控制电压就可以改变电动机的转速。如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高，这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速，可以找到一些用途。 但是，许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。在这些情况下，开环调速系统往往不能满足要求。 例题1-2 某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻0.18欧。如果要求调速范围 D = 20，静差率5%，采用开环调速能否满足？若要满足这个要求，系统的额定速降最多能有多少？ 解 当电流连续时，V-M系统的额定速降为 开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率为 这已大大超过了5%的要求，更不必谈调到最低速了。 如果要求D = 20，s ≤ 5%，则由式（1-29）可知 由上例可以看出，开环调速系统的额定速降是332 r/min，而生产工艺的要求却只有2.63r/min，相差几乎百倍！ 由此可见，开环调速已不能满足要求，需采用反馈控制的闭环调速系统来解决这个问题。 机电传动控制系统调速方案的选择 1、机械与电气调速方案 调速方案通常有机械的、电气的、液压的、气动的几种 2、生产机械对自动调速系统技术指标的要求 （1）静态技术指标：1）静差度；2）调速范围；3)调速的平滑性 机电传动控制系统调速方案的选择 （2）动态技术指标： 1）最大超调量；2）过渡过程时间T；3）振荡次数 （3）机电传动控制系统方案的确定原则 1）对于不要求电气调速的生产机械 2）对于要求电气调速的生产机械 3）根据生产机械的负载性质来选择电动机的调速方式 4）从系统的经济指标方面考虑 3 闭环调速系统的组成及其静特性 根据自动控制原理，反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统，只要被调量出现偏差，它就会自动产生纠正偏差的作用。 调速系统的转速降落正是由负载引起的转速偏差，显然，引入转速闭环将使调速系统应该能够大大减少转速降落。 调速系统的扰动源 负载变化的扰动（使Id变化）； 交流电源电压波动的扰动（使Ks变化）； 电动机励磁的变化的扰动（造成Ce 变化 ）； 放大器输出电压漂移的扰动（