运动控制系统 - 图文

直流调速系统

第2章 转速反馈控制的直流调速系统 2.1 稳态调速性能指标

调速范围D、静差率s、及与转速降落?nN的关系 2.1.1 开环系统性能指标

2.1.2 转速闭环系统结构框图及控制器放大倍数计算 2.1.3 闭环系统性能指标

开环不满足调速要求：在开环系统的基础上加转速反馈和控制器，构成转速闭环系统，通过设计控制器放大倍数，达到所需性能指标；

Ud0?RId?E?RId?Cen

Id=0时的转速为理想空载转速n0 n0?Ud0/Ce

Id!=0时，R上的压降折算成转速，称转速降?nN ?nN?RId/Ce

1、调速范围（调速）

生产机械要求电动机提供的最高转速nmax和最低转速nmin之比称为调速范围，用字母D表示，即

D?nmaxnmin

nmax和nmin是电动机在额定负载时的最高和最低转速 2、静差率s（稳速）

当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落（速降）?nN与理想空载转速n0之比

?nNs??100%

n0一个系统的静差率指标是最低转速时的静差率

?nN?nNs??100%??100%

n0min?nN?nmin

例1：直流调压调速系统带额定负载时的最高转速为

nmax=1500r/min,此时转速降落为?n=15r/min，

求系统调速范围和N静差率。

D?nmax1500??10 nmin150s??nN?nN30?100%??100%??100%?18.2% n0min?nN?nmin15?150例2：某龙门刨床工作台拖动采用直流电动机，其额定数据如下：60kW，220V，305A，1000r/min，采用V-M系统，主电路总电阻R=0.18Ω，电动机电动系数Ce=0.2Vmin/r。系统的额定速降?nN最多能有多少？如果要求调速范围D=20，静差率

s?5%，采用开环调速能否满足？

V-M系统主电路的等效电路图 解：

系统的额定速降为

?nN?IdNR305?0.18??275r/min Ce0.2如果要求D=20，s?5%，要求?nN为

?nN?nNs1000?0.05??2.63r/min

D(1?s)20?(1?0.05)即转速降落最多为2.63r/min，所以原开环系统不满足要求

3、系统的稳态结构框图

?ncl??nop1?K

scl?sop1?K

Dcl?(1?K)Dop

例3：在例2中，龙门刨床要求D=20，s?5%，已知Ka=30，

?=0.015Vmin/r，Ce=0.2Vmin/r，采用比例控制闭环调速系统

满足上述要求时，比例放大器的放大系数应该有多少？