《运动控制系统》课程PPT教学课件（电力拖动自动控制系统）第1章 闭环控制的直流调速系统

电力拖动自动控制系统第1篇直流拖动控制系统

直流拖动控制系统 电力拖动自动控制系统 第 1 篇

内容提要直流调速方法直流调速电源直流调速控制

内容提要 ◼ 直流调速方法 ◼ 直流调速电源 ◼ 直流调速控制

口引言直流电动机具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用中于直流拖动控制系统在理论上和实践上都比较成熟，而且从控制的角度来看它又是交流拖动控制系统的基础。因此，为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先很好地掌握直流拖动控制系统

❑ 引 言 直流电动机具有良好的起、制动性能， 宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调 速和快速正反向的电力拖动领域中得到了 广泛的应用。 由于直流拖动控制系统在理论上和实 践上都比较成熟，而且从控制的角度来看， 它又是交流拖动控制系统的基础。因此， 为了保持由浅入深的教学顺序，应该首先 很好地掌握直流拖动控制系统

口直流调速方法根据直流电动机转速方程U-IRn=(1-1)K.ΦC式中转速（r/min）；一n电枢电压（V）；U一电枢电流（A）；1电枢回路总电阻（Q）;R励磁磁通（Wb）；Φ。一由电机结构决定的电动势常数。Ke

根据直流电动机转速方程 Ke Φ U IR n − = ❑ 直流调速方法 n U I R  Ke 式中 — 转速（r/min）； — 电枢电压（V）； — 电枢电流（A）； — 电枢回路总电阻（）； — 励磁磁通（Wb）； — 由电机结构决定的电动势常数。 （1-1）

由式（1-1）可以看出，有三种方法调节电动机的转速：（1）调节电枢供电电压U。(2）减弱励磁磁通Φ。(3）改变电枢回路电阻R

由式（1-1）可以看出，有三种方法 调节电动机的转速： （1）调节电枢供电电压 U。 （2）减弱励磁磁通。 （3）改变电枢回路电阻 R

（1）调压调速工作条件：n保持励磁 Φ=;nonN保持电阻 R=R,UNniU1调节过程：n2改变电压 UN→UIU2n3Ul →n ,noU3调速特性：10IL转速下降，机械特性调压调速特性曲线曲线平行下移

（1）调压调速 ◼ 工作条件： 保持励磁  = N ； 保持电阻 R = Ra ◼ 调节过程： 改变电压 UN→ U U →n ， n0  ◼ 调速特性： 转速下降，机械特性 曲线平行下移。 n n0 O I I L UN U 1 U 2 U 3 nN n1 n2 n3 调压调速特性曲线

（2）调阻调速工作条件：n保持励磁东Φ=;nonN保持电压 U=Un;Ran调节过程：n2R1n3增加电阻 R→R个R2R个→n，no不变;R3调速特性：0IIL转速下降，机械特性曲线变软。调阻调速特性曲线

（ 2）调阻调速 ◼ 工作条件： 保持励磁  = N ； 保持电压 U =UN ； ◼ 调节过程： 增加电阻 R a → R  R  → n  ， n 0不变； ◼ 调速特性： 转速下降，机械特性 曲线变软。 nn0O I I L R a R 1 R 2 R 3 n Nn1 n2 n3 调阻调速特性曲线

调磁调速(3）工作条件：n3保持电压 U=Un;n保持电阻 R=Ra;nonN调节过程：减小励磁→dΦl→n个, no个调速特性：OT.TL转速上升，机械特性调压调速特性曲线曲线变软

（3）调磁调速 ◼ 工作条件： 保持电压 U =UN； 保持电阻 R = R a ； ◼ 调节过程： 减小励磁 N →    → n ， n0  ◼ 调速特性： 转速上升，机械特性 曲线变软。 n n0 O TL Te  N  1  2  3 nN n1 n2 n3 调压调速特性曲线

三种调速方法的性能与比较对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速：减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主

▪ 三种调速方法的性能与比较 对于要求在一定范围内无级平滑调速 的系统来说，以调节电枢供电电压的方式 为最好。改变电阻只能有级调速；减弱磁 通虽然能够平滑调速，但调速范围不大， 往往只是配合调压方案，在基速（额定转 速）以上作小范围的弱磁升速。 因此，自动控制的直流调速系统往往以 调压调速为主

第1章闭环控制的直流调速系统本章着重讨论基本的闭环控制系统及其分析与设计方法

第1章 闭环控制的直流调速系统 本章着重讨论基本的闭环控制系统 及其分析与设计方法