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1、第五节第五节 有静差和无静差调速系统有静差和无静差调速系统l一一 有静差调速系统特点有静差调速系统特点 1 偏差控制偏差控制 稳态误差维持稳态输出稳态误差维持稳态输出 2 原因原因:采用比例调节器采用比例调节器二二 单闭环有静差调速系统动态分析单闭环有静差调速系统动态分析l动态需考虑的问题动态需考虑的问题:1)稳定性问题稳定性问题 2)突加给定时冲突加给定时冲击电流过大问题击电流过大问题 3)负载变化造成负载变化造成的转速变化问题的转速变化问题1.系统各环节的传递函数系统各环节的传递函数l 直流电机的传递函数直流电机的传递函数(见书见书P111)Udo-Id或或Md-n 电磁惯性电磁惯性(TL
2、)机械惯性机械惯性(TM)l晶闸管整流装置的传递函数晶闸管整流装置的传递函数(见书见书P113)Udo/Uk=Ks*e(-TsS)=Ks/(Ts+1)2 动态结构图和系统稳定性动态结构图和系统稳定性l动态结构图动态结构图:见书见书114页页l用途用途:进行系统动态分析进行系统动态分析l稳定性分析稳定性分析:闭环系统传递函数闭环系统传递函数 稳定性判据稳定性判据三三 无静差调速系统无静差调速系统l1.无静差调速系统特点无静差调速系统特点 要求稳态时要求稳态时Ugn=Ufn 即即:调节器稳态输入为调节器稳态输入为0,输出不为输出不为0.即即:要求调节器具有记要求调节器具有记忆和累计功能忆和累计功能
3、.比例调节器已不能满比例调节器已不能满足要求足要求.2.积分调节器积分调节器l积分调节器结构和输入输出特性积分调节器结构和输入输出特性lUsc=1/(R*C*s)*Usr R*C-积分时间常数积分时间常数l积分调节器特点积分调节器特点:G 积累作用积累作用G 记忆作用记忆作用x 延缓作用延缓作用3.比例积分调节器比例积分调节器l比例积分调节器结构和输入输出特性比例积分调节器结构和输入输出特性lUsc=Kp(RCS+1)/(RCS)*Usr RC-积分时间常数积分时间常数l比例积分调节器特点比例积分调节器特点:G 积累作用积累作用G 记忆作用记忆作用G 快速响应快速响应4 采用采用PI调节器的无
4、静差调速系统的动态特性调节器的无静差调速系统的动态特性l1)PI调节器的动态校正作用调节器的动态校正作用(P117)l2)负载扰动的动态校正负载扰动的动态校正(P119)l3)PI调节器的参数整定调节器的参数整定 若若Kp增大增大,RC 减小减小,则超调量增大则超调量增大;若若Kp减小减小,RC 增大增大,则超调量增小则超调量增小.l 实验整定步骤实验整定步骤:先加比例先加比例,后加积分后加积分.(RC=max(T).4)跟踪性能与抗扰性能的矛盾跟踪性能与抗扰性能的矛盾l抗扰性能希望调节作用强抗扰性能希望调节作用强,Kp大大,RC小小,则则 Tf小小.但超调量大但超调量大.l 解决办法解决办法
5、:1.调节器参数整定调节器参数整定,兼顾两者的要求兼顾两者的要求;2.在保证动态速降的情况下在保证动态速降的情况下,加给定滤波加给定滤波;3.引入输出的微分负反馈引入输出的微分负反馈(但容易引入干扰但容易引入干扰).第六节第六节 调速系统的过流保护调速系统的过流保护-电流截止负反馈的应用电流截止负反馈的应用 l起动冲击电流问题的产生和危害起动冲击电流问题的产生和危害l解决问题的方法解决问题的方法:1)采用过流继电器或快速熔断器采用过流继电器或快速熔断器 2)加给定积分器加给定积分器 3)引入电流负反馈引入电流负反馈一一 电流检测电流检测l电流传感器电流传感器:直流检测直流检测(直流电流互感器直
6、流电流互感器,霍尔元件霍尔元件)交流检测交流检测(交流电流互感器交流电流互感器)l对电流传感器的基本要求对电流传感器的基本要求:1)Ufi=B*I 比例关系比例关系 2)电器隔离电器隔离,即控制回路与主回路隔离即控制回路与主回路隔离.l电流传感器的使用方法电流传感器的使用方法:二二 带电流负反馈的转速负反馈系统带电流负反馈的转速负反馈系统l在有静差单闭环转速负反馈系统中在有静差单闭环转速负反馈系统中,增加电流增加电流负反馈负反馈.l U=Ugn-U fn-U fi l当电流增加时当电流增加时,Ufi 增加增加,U减小减小,Udo 减小减小,从从而限制电流的冲击而限制电流的冲击.l但是但是:系统
7、的静特性变软系统的静特性变软(P124)Id=0 时时:n=n0 n=0 时时:Id=Idm三三 带电流截止负反馈的转速负反馈系带电流截止负反馈的转速负反馈系统统l希望希望:当电流较大时加入电流负反馈当电流较大时加入电流负反馈.l截止电流截止电流 Idj=Uw/B,l采用稳压管实现切换采用稳压管实现切换:l 选管子稳压值为选管子稳压值为 Uwl 当当Ufi=Uw(即即,IdUw(即即,Id Idj)时时,加入电流负反馈加入电流负反馈.l静特性分段线性静特性分段线性:(P126)l “下垂特性下垂特性”或或“挖土机特性挖土机特性”Ied Idj Idml Idj=1.2 Ied Idm=(1.5-2.5)Iedl带电流截止负反馈的单环系统起动过程带电流截止负反馈的单环系统起动过程,只是只是在一定程度上解决了起动问题在一定程度上解决了起动问题,适用于小容量适用于小容量系统的起动系统的起动.l缺点缺点:不是恒流不是恒流(最大电流最大电流)起动起动课后作业课后作业:l 习题集习题集:l 3-9l 3-10l自学自学:第七节第七节 电动势负反馈和电枢电压负反馈电动势负反馈和电枢电压负反馈调速系统调速系统