直流传动系统控制简述

直流传动控制系统简述

直流传动控制系统的学习要求在了解机电传动自动调速系统的组成、生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求以及调速系统的调速性质与生产机械的负载特性合理匹配的重要性之基础上，重点掌握自动调速系统中各个基本环节，各种反馈环节的作用及特点，掌握各种常用的自动调速系统的调速远离、特点及适用场合，以便根据生产机械的特点和要求来正确选择和使用机电传动控制系统。

一、 机电传动控制系统的组成和分类

直流传动控制系统——以直流电动机为动力

交流传动控制系统——以交流电动机为动力

（一）、机电传动控制系统的组成

组成：由电机、电器、电子部件组合而成。

①、 开环控制系统（单向控制）

如下图11.1所示的G-M 系统。开环控制系统往往不能满足

高要求的生产机械的需要。

注：输入量—控制量，输出量—被控制量。

1.主要参数

1)转速降(与无关) N t e da fa N T K K R R n 2Φ

+=∆0

n

2)调速范围 （前提：生产机械对转速变化率的要求）

3)静差度（或稳定度、转速变化率）

4)关系： （） ①由电机铭牌而定，，D 由生产机械要求而定。

②一定，不同的静差度就有不同的D ，故在说明系统达到D 时，同时说明所允许的最小S 。

③一定，，机械特性硬度。 2.提高机械特性硬度的方法——使电动机转速不变。

负载↑，n

↓

1)在电动机轴上安装一台测速发电机BR ，输出电势。

2)偏差电压（给定电压） ↑↑↑↑∆↓↓↑n E I U U E n T G g BR 励磁不变 （负反馈控制）

min

max /n n D =000n

n n n n S N N ∆=-=)

1(22

max S n S n D N -∆=N

n n n ∆-=02min max n S S ≤2N n ∆2S ↓∆↑N n D ,↑

n K E BR BR =g U U =∆BR

E -

3)加一个放大器，，n 不变（负载变动）。

注：a ）稍变化，更大变化。b ），维持。 ②、闭环控制系统（正向控制和反向反馈控制）

如上述自动调速系统。

1.

方框图：

2.常用系统：

电机放大器、磁放大器和晶闸管调速系统。

（二）、自动控制系统的分类

1. 按反馈方式——转速负反馈、电势负反馈、电压负反馈、电流正反馈控制系统；

2. 按复杂程度——单环、多环自动调节系统；

3. 按被调量与给定量的差别——有静差、无静差调节系统；

4. 按给定量变化规律——定值调节系统、程序控制系统、随动系统；

5. 按调节动作与时间的关系——断续、连续控制系统；

g BR U E U ≈↓↓∆,U ∆G

E 0≠∆U G

E

6. 按元件特性——线性、非线性控制系统。

二、 调速方案的选择

（一）、机械与电法气调速方法

1、电气调速的优缺点

1)简化机械变速机构；

2)提高传动效率，操作简单；

3)无级调速；

4)便于远距离控制和自动控制；

5)应用广泛；

6)电气系统复杂，投资大些。（缺点）

2.、电气与机械配合调速

1)电气方面——得到多种转速；

2)机械方面——用机械变速机构的换挡进行变速。

（二）、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——生产机械运行时转速稳定的程度。

S 应小于一定数值。

A 、机械特性越硬，，转速稳定性。

B 、时，满足S 要求；其它转速时一定满足S 要求。 2）、调速范围——生产机械所要求的转速调节的最大范围。

如：车床D 为20～120， 机床的进给机构D 为5～30000等。 )(↓∆↓N n S ↑min

n min max n

n D =

A 、 联合调速时，D （生产机械）＝De （电气）Dm

（机械）

3）、调速的平滑性——用两个相邻调速级的转速差

来衡量。

A 、D 一定，稳定运行转速级数↑，调速的平滑性↑；级

数→∞，称无级调速。

B 、不同的生产机械，可采用有级或无级调速。

2、动态技术指标

由于电磁、机械惯性，调速过程经过一段过渡过程，即

动态过程。

1)、最大超调量 A 、一般为(10～35)%。

B 、，不满足工艺要求；，过渡过程缓慢。

2）、过渡过程时间T

从输入控制（或扰动）作用于系统开始到被

调量进入稳定值区间时为止的一段时间。

3）、振荡次数——在过渡过程时间T 内，在

其稳定值上下摆动次数（图中所示为1次）。

%1002

2max ⨯-=n n n M p ↑p M ↓p M n 2)02.0~05.0(n

系统1：T 较大系统

2：振荡次数较多系统3：较理想

如：龙门刨床——允许一次振荡；

造纸机——不允许有振荡的过渡过程。

（三）、根据生产机械的负载性质来选择电动机的调速方式

A 、在调速过程中，电动机负载能力（即输出）

在不同n 下是不同的。

B 、为保证在D 内电动机得到最充分利用，则选

择调速方案时，必须使电动机的负载能力与生产机械

的负载性质相匹配。

1、生产机械的负载特性

1)、恒转矩型——=常数， 如：起重机、机床进给运动。

2)、恒功率型——=常数， 如：车床主轴运动。

L T n

T P L L =L P n

P T L L =