2.3.1转速反馈控制直流调速系统的静特性[27页]

n
K
p
K
sU
* n
RId
Ce (1 K ) Ce (1 K )
注意： 静特性在形式上与开环机械特性相
似，但本质上却有很大不同，一条静特 性是由一族机械特性上的工作点的合成。
（四）转速闭环调速系统的调节过程 （1）开环调速系统
n
开环机械特性
A
A’
A’’
A’’’
Ud1
0
Id1
Id2
Id3
Id4
Id
开环系统 Id n
转速反馈控制直流调速系统的静特性
主讲人：张敬南 副教授
主要内容
01 转速闭环调速系统的构成 02 转速闭环调速系统的稳态关系 03 转速闭环调速系统的静特性 04 转速闭环调速系统的调节过程
静特性的定义
转速闭环调速系统的静特性表示 了电动机转速与给定电压及负载电流 （或者转矩）间的稳态关系。
显然，静特性也就是转速闭环调 速系统的输入-输出关系。
① 电压比较环节 ② 比例放大器
U n
U
* n
Un
Uc KpUn
③ 电力电子变换器 U d 0 K s U c
④ 电动机 ⑤ 测速反馈环节
n Ud0 Id R Ce
Un n
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （2）转速闭环调速系统的稳态结构框图 ① 电压比较环节
U n
U
* n
Un
U*n + ∆Un - Un
- IdR
U*n + ∆Un Kp Uc
Ks
Ud0 +
E
1/Ce
n
- Un
转速负反馈闭环直流调速系统稳态结构图
（三）转速闭环调速系统的静特性 （1）静特性的定义 闭环调速系统的静特性表示闭环 调速系统电动机转速与给定电压及负 载电流（或转矩）间的稳态关系。
显然，闭环调速系统的静特性也 就是闭环调速系统输入-输出关系。
（三）转速闭环调速系统的静特性 （2）转速闭环调速系统输入-输出关系
U*n +
∆Un Kp Uc
Ks Ud0 1/Ce
n
- Un
+
-IdR
E
+
1/Ce
n
- Ud0
Ks
Kp
线性叠加原理
（三）转速闭环调速系统的静特性 （2）转速闭环调速系统输入-输出关系 ①只考虑给定作用时的闭环系统
U*n +
∆Un Kp Uc
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
④ 电动机开环机械（转速）特性
n Ud0 Id R Ce
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
+
UPE Ud（Ud0） MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
⑤ 测速反馈环节的稳态关系
Un n
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
（二）转速闭环调速系统的稳态关系
（2）转速闭环调速系统的稳态结构框图 ④ 电动机开环机械（转速）特性
n Ud0 Id R Ce
- IdR
U*n + ∆Un Kp Uc
Ks
Ud0 +
E
1/Ce
n
- Un
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （2）转速闭环调速系统的稳态结构框图 ⑤ 测速反馈环节
Un n
KK
K p s Ce
（三）转速闭环调速系统的静特性 （2）转速闭环调速系统输入-输出关系 ③线性叠加确定输入-输出关系
n
K
pK
sU
* n
Ce (1 K )
n RId Ce (1 K )
K KU* n p s n
RI d
Ce (1 K ) Ce (1 K )
（三）转速闭环调速系统的静特性 （3）静特性
Ks Ud0 1/Ce
n
- Un
n
K
pK
sU
* n
Ce (1 K )
K K pK s
Ce
式中，K为闭环系统的开环放大系数。
（三）转速闭环调速系统的静特性 （2）转速闭环调速系统输入-输出关系 ②只考虑扰动作用时的闭环系统
-IdR
E
+
1/Ce
n
- Ud0
Ks
Kp
n RId Ce (1 K )
D Ud4
A’
A’’
Ud3
A’’’
Ud2 Ud1
0
Id1
Id2
Id3
Id4
Id
闭环系统能随着负载的变化而改变电
枢电压，以补偿转速的降落。
主要内容
01 闭环调速系统的构成 02 闭环调速系统的稳态结构框图 03 闭环调速系统的静特性 04 闭环调速系统的调节过程
（四）转速闭环调速系统的调节过程 （2）转速闭环调速系统
n
开环机械特性
闭环静特性
A
B
C
D Ud4
A’
A’’
Ud3
A’’’
Ud2 Ud1
0
Id1
Id2
Id3
Id4
Id
闭环系统 Id nUn Un UcUd0 n
（四）转速闭环调速系统的调节过程 （3）减少稳态速降的实质
n
开环机械特性
闭环静特性
A
B
C
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （2）转速闭环调速系统的稳态结构框图 ② 比例放大器
Uc KpUn
U*n + ∆Un Kp Uc - Un
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （2）转速闭环调速系统的稳态结构框图 ③ 电力电子变换器
Ud0 KsUc
U*n + ∆Un Kp Uc - Un
Ks Ud0
-
-
- Un +
+
Id
UPE Ud
-
ຫໍສະໝຸດ Baidu
+ MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
UPE——电力电子变换器。比如晶闸管 整流器、PWM直流变换器。
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
UPE Ud
-
+ MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
① 电压比较环节的稳态关系
U n
U
* n
Un
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
UPE Ud
-
+ MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
② 比例放大器的稳态关系
Uc KpUn
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
+
UPE Ud（Ud0） MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
③ 电力电子变换器的稳态关系
Ud0 KsUc
（二）转速闭环调速系统的稳态关系 （1）转速闭环调速系统各环节稳态关系
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
+
UPE Ud（Ud0） MM
（一）转速闭环调速系统的构成 转速闭环调速系统原理框图
+
U*n
+
∆Un A Uc GT
-
-
- Un +
+
Id
UPE Ud
-
+ MM
-
n
+
+
TG
Utg
-
-
UPE——电力电子变换器。比如晶闸管 整流器、PWM直流变换器。
（一）转速闭环调速系统的构成 转速闭环调速系统原理框图
+
U*n
+
∆Un A Uc GT