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1、小功率有静差直流调速系统 实例分析 丁宏亮小功率有静差直流调速系统电路原理图小功率有静差直流调速系统电路原理图欠电流保护一、系统的技术数据和结构特点n1.适用于4KW以下直流电动机的无级调速(调速范围D10:1，静差率S10%）；为小容量晶闸管直流调速装置。n2.电源电压：220V单相交流；n输出电压：直流160V，输出最大电流：30A；励磁电压：直流180V，励磁电流为1A。n3.配置Z3系列小型直流他励电动机；主回路采用单相桥式半控整流线路。n4.具有电压负反馈、电流正反馈和电流截止负馈环节。KDZ-II型直流调速系统的组成框图型直流调速系统的组成框图二、定性分析（）n1.主电路：nA.A
2、.采用单相桥式半控整流线路采用单相桥式半控整流线路（主电路为50A整流元件）。交流输入直接由220V交流电源供电，因电网电压波动5%，能确保的最大直流最大直流电压电压为：n式中，为全波整流系数；为电压降压5%引入系数；nB.B.直流电动机选用直流电动机选用：（为使输出电压有较多的调节裕量）。n采用额定电压为160V的电机。nC.C.主电路桥臂上的两个二极管主电路桥臂上的两个二极管，排在一侧，兼有续流二极管的作用；由于晶闸管的阴极不连接,脉冲变压器两个二次绕组间会有 220V的峰值电压，对脉冲变压器二次绕组间绝缘要求提高。二、定性分析（）n：手动转换开关（起动用）；：主电路接触器；主回路保护用熔
3、断器容量为。nD.D.平波电抗器平波电抗器LdLd及并联的电阻：及并联的电阻：Ld是限制电流脉动，使电流连n续，改善换向条件，减少电枢损耗。可避免触发电路触发功率小n使晶闸管不能可靠触发导通，同时减小电抗器产生的过电压。n：能耗制动电阻（两只、线绕电阻器并联）；：电流表分流器。阻容吸收电路：阻容吸收电路：吸收浪涌电压。n欠电流继电器：欠电流继电器：防止失磁造成“飞车”事故。二、定性分析（）n触发电路n采用由单结晶体管构成的张驰振荡电路，以放大管控制电容n的充电电流。为功放管；为脉冲变压器；为隔离二极管，可增加触发脉冲前沿陡度，并阻挡上的电压影响同步。n放大电路n由晶体管1和电阻R4、R5构成的
4、放大器为电压放大电路。信号在V1基极综合。VD6、VD7构成正反向限幅电路。4为隔离二极管以隔离电容C4对同步电压的影响。4控制电路（）反馈量的选择增加时，与转速n降低相对的是电压d的降低和电流d的上升，因此，可间接用电压负反馈和电流正反馈环节替代转速负反馈。（1 1）反馈量的选择说明）反馈量的选择说明当TLn EId 上图式中：Id整流电流平均值Id=Ia（电枢电流平均值）；Ud整流装置空载输出电压的平均值；Ua电动机电枢电压的平均值；Rx整流装置等效内阻；Ra电枢电阻；R电枢回路总等效电阻；R=Rx+Ra；Ud=Ua+IdRx=E+IdRa+IdRx=E+IdR 及 Ua=E+IdRaUd
5、负载变动，造成转速变化时，调速系统内有关参量的变化情况图二、定性分析（）二、定性分析（）（2 2）控制信号）控制信号的综合的综合RC：20Wa.未画出RP1：为整定最高给定电压用。fv=Ud，为电压反馈系数。fi=Id，为电流反馈系数。二、定性分析（）二、定性分析（）5.电流截止保护电路电流截止保护电路）电容C2作用：使电流截止负反馈信号成为较为平稳的信号。）、：整定截止电流。）、：构成电流截止负反馈环节。）集电极所串二极管作用：集电极所串二极管作用：防止电枢冲击电流击穿bc集电结。一）电路中各元件一）电路中各元件作用：作用：二、定性分析（二、定性分析（5）二）电流截止负反馈的作用：二）电流截
6、止负反馈的作用：6.抗干扰、消振荡环节：抗干扰、消振荡环节：R7、C3、C5构成相位滞后-超前串联校正。抗干扰、消除振荡。兼顾稳定与快速性两方面的要求。实现如右“挖土机”机械特性。三、系统的自动调节过程三、系统的自动调节过程如下图所示：当负载增加后，通过电流正反馈和电压负反馈，使调速系统的转速降n将明显减小，机械特性将得到明显改善。如下页闭环调速系统机械特性。闭环调速系统机械特性闭环调速系统机械特性同理，当电流超过截止值时，依靠电流截止负反馈的调节作用，一方面限制过大电流，另一方面实现下垂的机械特性，如前所述“挖土机”机械特性。总结：）具有电压负反馈的系统，实质上是一个恒压系统，电流正反馈实质是一种负载扰动量的前馈补偿；）与转速负反馈调速系统一样，转速降的补偿也是依靠偏差电压的变化来进行调节的，因此是有静差调速有静差调速系统。小功率有静差直流调速系统的实验电路如下所示小功率有静差直流调速系统的实验电路如下所示