单闭环直流调速系统

静特性与机械特性的比较-2
4、静特性的硬度要比机械特性硬得多。 这一点从特性方程也可看出： 开环机械特性： n U d R I d Ce Ce 闭环静特性： n 斜率：
k
R Ce
Ce 1 K
* K p KsU n

R Id Ce 1 K
斜率： k
R Ce 1 K
单闭环直流调速系统
二组
目录：
一、单闭环调速系统的构成及工作原理 1、单闭环调速系统的构成 2、单闭环调速系统的工作原理 二、单闭环调速系统的性能分析 1、单闭环调速系统的稳态结构图 2、单闭环调速系统的抗干扰性分析 3、单闭环调速系统的静特性 三、闭环调速与开环调速的比较 四、闭环调速系统的基本特征
① 闭环静特性比开环机械特性硬得多。负载电流相等时
nb
nk 1 K
sk s ② 闭环系统的静差率要比开环小得多。理想空载转速相等时， b 1 K
③ 闭环系统可比开环有更大的调速范围。静差率相等时， Db 1 K Dk ④ 闭环系统比开环系统的抗干扰性能好。
Ud Id R U d↓→ n ↓→ U n ↓→ U↑→ U ct↑→ U d↑→ n↑ Ce
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3、单闭环调速系统的静特性
闭环调速稳定工作时，电机转速与负载电流之间的关系称为闭 环调速系统的静特性。 由稳态结构图可知
* U U n Un
U ct K p U
U d K sU ct
Ud Id R I d↑→ n ↓→ U n ↓→ U↑→ U ct ↑→ U d ↑→ n↑ Ce
通过这一调节可抑制转速的下降，虽然不能做到完全阻止转速下 降，但同开环相比，转速的下降程度会大大降低，从而保持了转速的 相对稳定 。 同相可分析电网电压下降时，系统的抗干扰性。电网电压下降时， 整流装置输出电压Ud减小，电机转速下降，系统调节过程如下：
整流装置输出：U d K sU ct
运算放大器输出： U ct K p U R K p 2 为运算放大器放大系数。转速反馈电压： U f n R1 为转速反馈系数
U d Id R 电机转速： n Ce
2、单闭环调速系统的抗干扰性分析
引入转速负反馈的目的在于提高调速系统的抗干扰性，保持转 速的相对稳定，那么，单闭环调速系统是怎样实现抗干扰作用的呢？ 以负载电流增大为例分析如下 ：
3、如右图所示，设电机开始工 作于A点，当负载电流增大时， 开环和闭环系统工作的原理是不 同的： (1)开环系统，给定不变，电枢电 压就不变，电流增加，工作点将 沿最下面那条机械特性向下移动
(2)而对于闭环调速系统，给定不变，电流增加时，系统有维持转速不 下降的趋势，通过调节，电枢电压升高，工作点将移至B、C或D。 ABCD所在直线就是闭环系统的在该给定电压下的一条静特性曲线。
2、单闭环调速系统的工作原理 同开环调速系统一样，转速闭环调速系统中电机的转速 大小受转速给定电压Un*控制，给定电压为零时，电机停止； 给定电压增大时，电机转速升高；给定电压减小时，电机转 速下降。
以升速控制为例，系统的调节原理分析如下：
* * Un U U n U n U ct U d n
可见闭环静特性斜率比开环机械特性小得多。
三、闭环调速与开环调速的比较
静特性方程： n
Ce 1 K
* K p KsU n

R I d 闭环转速降 Ce 1 K
nb
Id R 1 K Ce
机械特性方程： n
U d Id R Ce
开环转速降
nk
Id R Ce
当然，转速上升，转速反馈电压会升高，但其升值小于 给定电压增值，电压差总体上是增大的，转速是上升的。
二、单闭环调速系统的性能分析
1、单闭环调速系统的稳态结构图
•稳态结构图是反映系 统稳定工作时，各构 成单元的输入-输出关 系的结构图。 •稳态结构图是分析系 统性能、进行稳态计 算的基础。
* 比较环节： U U n Un
一、单闭环调速系统的构成及工作原理 1、单闭环调速系统的构成 (五部分)
1给定电路 2转速调节器 3触发及功放电路 4整流桥与电机主回路 5转速检测与反馈电路 给定电压的极性：运算放大器具有反相作 用，其输出与给定电压极性相反，所以给 定采用负给定，以保证触发电压为正； 反馈电压的极性： 为实现负反馈， 反馈电压的极性 为正。
四、闭环调速系统的基本特征
闭环调速系统有三个基本特征: ① 转速调节器为比例调节器时，闭环调速系统是有静差的。 ② 被控量总是跟随给定量变化。 即转速跟随给定电压变化。
③ 闭环系统对作用于闭环内前向通道上的干扰有调节作用。 而作用于 闭环外或非前向通道上的干扰没有调节作用。
U d Id R n Ce
由上述四式不难得出
R n Id Ce 1 K Ce 1 K
该式称为系统的静特性方程。
* K p KsU n
K
K p K s Ce
称为系统的开环放大系数。
静特性与机械特性的比较-1
1、机械特性调速系统对开环而言；静特性是对闭环系统而言的。两者 都表示电机转速与负载电流之间的关系，即n=f(Id)。 2、一条机械特性曲线对应于一个不变的电枢电压；而一条静特性曲线 对应于 一个不变的给定电压。