1、,第1节 直流调速控制系统的基本概念 第2节 速度负反馈单闭环直流电动机调速系统 第3节 无静差调速控制系统 第4节 直流电动机转速电流双闭环调速系统,第10章 直流电动机调速控制,第1节 直流调速控制系统的基本概念,1. 直流电动机工作原理,2. 直流电动机的机械特性方程,他励直流电动机电路示意图,直流调速控制系统的基本概念,3. 调速方式,a） 负载类型,* 恒功率负载 调速过程中，输出功率不变。但此时转矩变化（P = 常量、M 随速度上升而下降）,* 恒转矩负载 调速过程中，输出转矩不变。但此时功率变化（M = 常量、P 随速度上升而增加）,b）调速方式,* 调压调速（恒转矩调速）,*
2、调磁调速（恒功率调速）,直流调速控制系统的基本概念,3. 调速方式,* 调压调速（恒转矩调速）,* 调磁调速（恒功率调速）,直流调速控制系统的基本概念,4. 调速装置,* 静止可控整流器（V-M 静止Ward-Leonard系统）,直流调速控制系统的基本概念,调速装置,* PWM 系统（直流斩波器和脉宽调制变换器）,PWM 系统（直流斩波器和脉宽调制变换器）,直流斩波器和脉宽调制变换器工作原理示意, 调速的经济性调速设备等硬件费用运行费用,5. 调速指标, 静差率（s）定义：额定负载时转速落差与理想空载转速之比；, 调速范围（D）定义：额定负载下，最高转速与最低转速之比；, 调速的平滑性定义：
3、相邻两个转速之比；,（1） 静态性能指标,直流调速控制系统的基本概念,（2） 静差率与调速范围的关系,关系：静差率、调速范围、 静态速降、最高转速；,调速指标,（3） 动态性能指标,1） 跟随性指标,* 最大超调量 * 振荡次数N,2） 抗干扰性能指标,* 动态降落 * 恢复时间 t v,调速指标, 开环系统构成,开环调速系统 调速而不稳速, 闭环系统构成整流调节电压控制部分直流拖动部分测速反馈部分,闭环调速系统 调速并稳速,1. 调速系统组成,第2节 转速负反馈单闭环直流电动机调速系统,2. 速度负反馈的直流调速系统,转速负反馈单闭环直流电动机调速系统,（1） 闭环系统机械特性方程 ( Mn
4、关系 ),3. 调速系统静特性分析,转速负反馈单闭环直流电动机调速系统,（2） 开环系统机械特性方程 ( Mn关系 ),（3） 系统静特性分析,转速负反馈单闭环直流电动机调速系统,闭环系统机械特性方程,第3节 无静差直流调速系统,有差调速：必须存在 U 调节器调速：无差调速,有差调速与调节器调速,（1） 调节器原理,1. 调节器,A 点为虚地点：,（2） 比例调节器,调节器,（3）积分调节器,调节器,（4）比例积分调节器,调节器,2. 单闭环自动调速系统（采用PI调节器）,组成：测速系统，整流系统，直流驱动系统，调速系统； 调节量：n,（1） 系统组成,无静差直流调速系统,（2） 系统分析,1
5、） 调速,2） 稳速,负载增加 I1- I2, 速度出现,单闭环自动调速系统（采用PI调节器）,1. 问题的提出,自动调速系统工作要求：,但是在系统动态性能要求较高时，例如： 要求快速起动、制动，突加负载时要求动态速降小等，此时， 单闭环自动调速系统中不能完全按照需要控制动态过程的电流 和转矩。,单闭环自动调速系统，已能够实现无静差调速。,问题：,第4节 直流电动机转速、电流双闭环调速系统,满足控制动态过程中电流和转矩的要求，需要恒流源；,实际运行要求：,起动时只有电流反馈起作用，到达稳态转速后，只有转速反馈起作用。,电流负反馈能够得到近似的恒流过程。,实际工作过程要求：,2. 转速、电流双闭
6、环调速系统组成,组成： 系统内环 电流环； 系统外环 速度环；,直流电动机转速、电流双闭环调速系统,3. 转速、电流双闭环调速系统分析,（1） 调速系统组成分析,（2） 调节器工作特性,*调速系统由速度调节器和电流调节器串级联接构成；,*两个调节器均为PI调节器，输出均带有限幅值；,*速度调节器ASR的输出限幅（饱和）电压Uim；,*电流调节器ACR的输出限幅（饱和）电压Udm，限制整流输出的最大值；,调节器稳态工作为两种状态,饱和状态 输出达到限幅值；输出为恒值，与输入无关，反向输入后，退出饱和；,非饱和状态 输出未达到限幅值；输出使偏差电压u=0；,调节器处于饱和状态时，输出达到限幅值，相当于调节器开环。,直流电动机转速、电流双闭环调速系统,（3） 调速,1）起动过程分析,到达给定转速no后，速度调节器起作用，电流下降到 IdL，电流调节器仅起传递作用。,电流调节器输入端的Ui迫使主回路电流 Id 迅速增大到Idm为止，系统在电流调节器保持输出电流为最大值Idm情况下加速。,输出转速由 n=0上升到n=no之前，速度调节器输出端一直处于限幅值不变。此时速度调节器工作在饱和状态，开路，不起作用。,调速,
