直流調(diào)速系統(tǒng)5

《直流調(diào)速系統(tǒng)5》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、8.3晶閘管?電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速控制系統(tǒng)8.3.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)存在的問題在圖8.2所示的V-M系統(tǒng)中和圖8.3所示的PWM系統(tǒng)中，只通過改變觸發(fā)或驅(qū)動(dòng)電路的控制電壓來改變功率變換電路的輸岀平均電壓.達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的.它們都屈于開環(huán)控制的調(diào)速系統(tǒng).稱為開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。在開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，控制電壓與輸出轉(zhuǎn)速Z間只有順向作用而無反向聯(lián)系，即控制是單方向進(jìn)行的，輸出轉(zhuǎn)速并不彫響控制電壓，控制電壓直接由給定電壓產(chǎn)生。如果生產(chǎn)機(jī)械對的差率耍求不高.開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速.而且開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單。

2、但是?在實(shí)際中許多需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械常常對靜差率提出較嚴(yán)格的要求,不能允許很大的靜差率。例如，由于龍門刨床加工各種材質(zhì)的工件,刀具切入工件和退出工件時(shí)為避免刀具和工件碰壞,有調(diào)節(jié)速度的要求；又由于毛坯表面不平?加工時(shí)負(fù)載常冇波動(dòng)，為了保證加工梢度和表而光潔度.不允許有較大的速率變化。因此，龍門刨床工作臺(tái)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)-般耍求調(diào)速范0=20-40,掙差率SW5%.動(dòng)態(tài)速降快速起.制動(dòng)。多機(jī)架熱連軋機(jī)?各機(jī)架軋餛分別山單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng).鋼材在兒個(gè)機(jī)架內(nèi)同時(shí)軋制，為了保證被軋金屬的每秒流凰札I寧不致造成鋼材拉斷

3、或拱起，各機(jī)架出口線速度需保持嚴(yán)格的比例關(guān)系。根據(jù)以上軋鋼工藝要求，…般須使電力拖動(dòng)系統(tǒng)的謂速范IIO在上述情況下，開D=d()時(shí)，靜差率S^0.2%~0.5%,動(dòng)態(tài)速降環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是不能滿足耍求的。8.3.2速度負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成及靜特性通過上一節(jié)的分析利例題可知，開壞調(diào)速系統(tǒng)不能満足較高的性能指標(biāo)要求。根據(jù)自動(dòng)控制原理，為了克服開壞系統(tǒng)的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)的控制質(zhì)鼠?必須采用帶有負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)。閉環(huán)系統(tǒng)的方松圖如圖8.25所示。在閉環(huán)系統(tǒng)中，把系統(tǒng)的輸出昴通過檢測裝遼(傳感器〉引向系統(tǒng)的輸入端，與系

4、統(tǒng)的輸入員進(jìn)行比較，從而得到反饋址與輸入量之.間的偏差信號。利用此偏差信號通過控制器(調(diào)節(jié)為)產(chǎn)生控制作用，自動(dòng)糾正偏差。因此，帶輸出壘負(fù)反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)具有提高系統(tǒng)抗擾性，改善控制蒂度的性能，廣泛用于各類自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。圖8?25閉環(huán)系統(tǒng)方框圖單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成對于調(diào)速系統(tǒng)來說，輸出眾是轉(zhuǎn)速，通常引入轉(zhuǎn)速負(fù)反饋構(gòu)成閉壞調(diào)速系統(tǒng)。在電動(dòng)機(jī)軸上安裝一臺(tái)測速發(fā)屯動(dòng)TG,引出與輸出輦轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Un?與轉(zhuǎn)速給定電壓進(jìn)行比較.得到偏差電壓，經(jīng)過放大器A,產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)或觸發(fā)裝迸的控制電壓Uc(.去控制電動(dòng)機(jī)

5、的轉(zhuǎn)速，這就組成了反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。圖&26所示為采川晶閘管相控整流器供電的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng).因?yàn)橹挥幸粋€(gè)轉(zhuǎn)速反饋環(huán).所以稱為單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。由圖可見，該系統(tǒng)由電壓比較壞節(jié).放大器.晶閘管整流器與觸發(fā)裝置、宜流電動(dòng)機(jī)和測速發(fā)電機(jī)等部分組成。圖8?26采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性下啲分析圖&26所示的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的掙特性。為突出主耍矛盾，先作如下假定:（1）忽賂各種菲線性因索，各壞節(jié)的輸入偷出關(guān)系都是線性的；（2）工作在V-M系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性的連續(xù)段：（3）忽賂直流電源和電

6、位器的等效電阻。這樣，圖&26所示單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的靜態(tài)關(guān)系為電壓比較環(huán)節(jié)：放大器：晶閘管整流器與觸發(fā)裝置：V-M系統(tǒng)開環(huán)機(jī)械特性：測速發(fā)電機(jī):以上各關(guān)系式中：Kp——放大器的電壓放大系數(shù)；Ks-胡閘管整流器與觸發(fā)裝置的等效電壓放大倍數(shù)：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，單位為V?min/r；Ce——電機(jī)反電勢系數(shù)（在第三章中按習(xí)慣用Ke表示，在本章中為了避免與放大系數(shù)相混淆而川Ce表示八根據(jù)I二述各環(huán)節(jié)的掙態(tài)關(guān)系可以畫出圖&26所示系統(tǒng)的淄態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖&27所示。圖中各方塊中的符號代農(nóng)該環(huán)節(jié)的放大系數(shù)，或稱傳遞系數(shù)。運(yùn)

7、川結(jié)構(gòu)圖的計(jì)算方法，可以推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速負(fù)反饋m?閉環(huán)訓(xùn)速系統(tǒng)的靜特性方程式：式中,（8.52）閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系（倍）數(shù)。閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性衣示閉環(huán)系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)載電流（或轉(zhuǎn)矩）的穩(wěn)態(tài)關(guān)系，它在形式上打開環(huán)機(jī)械特性相似.但本質(zhì)上卻有很大不同，因此稱為“靜特性”?以示區(qū)別。圖&27轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性與閉環(huán)系統(tǒng)靜特性的比較比較開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性和閉環(huán)系統(tǒng)惟特性?可以看出閉環(huán)控制的優(yōu)越性。如果斷開圖&27的反饋冋路.可得上述系統(tǒng)的開環(huán)機(jī)械特性為(8.53)閉環(huán)時(shí)的靜特性可以寫為(

8、8.54)式中，nOop——開環(huán)系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速;n()cl閉壞系統(tǒng)的理想空載轉(zhuǎn)速：開環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降;閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降。比較式(8.53)和式(8.54),可以得到以下結(jié)論。(I)閉環(huán)系統(tǒng)靜特性比開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性的碩度大人提高。在相同負(fù)載下兩者的轉(zhuǎn)速降落分別為它們的關(guān)系是(8.55)顯然，當(dāng)開壞放大系數(shù)K很大時(shí),要比小得多，即閉環(huán)系統(tǒng)的特件要截得多。開環(huán)系統(tǒng)的掙屋率為由于,而相同負(fù)載下?所以Scl和Sop之