武汉理工大学：《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 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

❑ 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 根据直流电机转速方程 U-R (1-1) K① 式中n一转速(r/min); U一电枢电压(V) Ⅰ—电枢电流(A) R一电枢回路总电阻(Ω2); 劢磁磁通(Wb) K。—由电机结构决定的电动势常数

根据直流电机转速方程  − = Ke 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①; (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: 保持励磁Φ=ΦN; 保持电阻R=Ra ■调节过程: 改变电压UN→U八 U八→ny,n ■调速特性: 转速下降,机械特性 曲线平行下移 调压调速特性曲线

（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: 保持励磁Φ=ΦN; 保持电压U=UN; ■调节过程: 增加电阻R>R个 RRRR R个→n,n0不变; ■调速特性: O 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

(3)调磁调速 ■工作条件: 保持电压U=UKN 保持电阻R=Rn; ■调节过程: 减小励磁Φ→ Φ√→n个,n个 ■调速特性: 转速上升,机械特性 曲线变软。 调磁调速特性曲线

（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 调磁调速特性曲线

■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(即电机 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（即电机 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