山东理工大学：《运动控制系统》课程教学资源（讲稿）第4章 转速、电流双闭环控制的直流调速系统 4.4 双闭环直流调速系统的弱磁控制

目录 少求程上大家 第4章转速、电流双闭环控制的直流调速系统 4.1转速、电流双闭环控制直流调速系统的组成及其静特性 4.2转速、电流双闭环控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析 4.3转速、电流双闭环控制直流调速系统的设计 4.4双闭环直流调速系统的弱磁控制 4.5转速、电流双闭环控制直流调速系统的仿真 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 目录 第4章 转速、电流双闭环控制的直流调速系统 4.1 转速、电流双闭环控制直流调速系统的组成及其静特性 4.2 转速、电流双闭环控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析 4.3 转速、电流双闭环控制直流调速系统的设计 4.4 双闭环直流调速系统的弱磁控制 4.5 转速、电流双闭环控制直流调速系统的仿真

内容提要 山东理子大军 4.4双闭环直流调速系统的弱磁控制 4.4.1弱磁调压的配合控制 4.4.2弱磁电流的闭环控制 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 内容提要 4.4 双闭环直流调速系统的弱磁控制 4.4.1 弱磁与调压的配合控制 4.4.2 弱磁电流的闭环控制

4.4.1弱磁与调压的配合控制 山东我上大军 在他励直流电动机的调速方法中，前面讨论的调电压方法是 从基速（即额定转速w)向下调速。 口如果需要从基速向上调速，则要采用弱磁调速的方法，通过 降低励磁电流，以减弱磁通来提高转速。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 4.4.1 弱磁与调压的配合控制  在他励直流电动机的调速方法中，前面讨论的调电压方法是 从基速（即额定转速 nN ）向下调速。  如果需要从基速向上调速，则要采用弱磁调速的方法，通过 降低励磁电流，以减弱磁通来提高转速

两种调速方式 山东理子大军 1.恒转矩调速方式 口按照电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了充分利 用电机，都应使电枢电流达到其额定值I。 口由于电磁转矩T。=KΦI,在调压调速范围内，因为励磁磁 通不变，容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 两种调速方式 1. 恒转矩调速方式  按照电力拖动原理，在不同转速下长期运行时，为了充分利 用电机，都应使电枢电流达到其额定值 IN。  由于电磁转矩 Te = KmΦ I ，在调压调速范围内，因为励磁磁 通不变，容许的转矩也不变，称作“恒转矩调速方式”

两种调速方式 少东我子大军 2.恒功率调速方式 口在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得 不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，称为 “恒功率调速方式”。 U-IR 原理：感应电动 n= 电磁转矩T。=KmΦI K。Φ 势E不变的原则 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 两种调速方式 2. 恒功率调速方式  在弱磁调速范围内，转速越高，磁通越弱，容许的转矩不得 不减少，转矩与转速的乘积则不变，即容许功率不变，称为 “恒功率调速方式” 。 电磁转矩 Te = KmΦ I Ke Φ U IR n − = 原理：感应电动 势E不变的原则

两种调速方式 少求理上大军 由此可见，所谓“恒转矩”和“恒功率”调速方式，是指在不 同运行条件下，当电枢电流达到其额定值、时，所容许的转矩 或功率不变，是电机能长期承受的限度。 口实际的转矩和功率究竟有多少，还要由其具体的负载来决定。 口不同性质的负载要求也不一样 ▣实例1：矿井卷扬机和载客电梯 口实例2：机床主轴传动 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 两种调速方式  由此可见，所谓“恒转矩”和“恒功率”调速方式，是指在不 同运行条件下，当电枢电流达到其额定值 IN 时，所容许的转矩 或功率不变，是电机能长期承受的限度。  实际的转矩和功率究竟有多少，还要由其具体的负载来决定。  不同性质的负载要求也不一样  实例1：矿井卷扬机和载客电梯  实例2：机床主轴传动

两种调速方式 少东程子大军 口恒转矩类型的负载适合于采用恒转矩调速方式，而恒功率类 型的负载更适合于恒功率的调速方式。 口但是，直流电机允许的弱磁调速范围有限，一般电机不超过 2:1,专用的“调速电机”也不过是3：1或4：1。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 两种调速方式  恒转矩类型的负载适合于采用恒转矩调速方式，而恒功率类 型的负载更适合于恒功率的调速方式。  但是，直流电机允许的弱磁调速范围有限，一般电机不超过 2:1 ，专用的“调速电机”也不过是 3:1 或 4:1

调压和弱磁配合控制 山东理子大军 当负载要求的调速范围更大时，就不得不采用调压和弱磁配 合控制的办法， 口即在基速以下保持磁通为额定值不变，只调节电枢电压， 口而在基速以上则把电压保持为额定值，减弱磁通升速， 口这样的配合控制特性示于下图。 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 调压和弱磁配合控制  当负载要求的调速范围更大时，就不得不采用调压和弱磁配 合控制的办法，  即在基速以下保持磁通为额定值不变，只调节电枢电压，  而在基速以上则把电压保持为额定值，减弱磁通升速，  这样的配合控制特性示于下图

电枢电压与励磁配合控制特性 山东我上大深 U个T Φ Te n 调压调速 弱磁调速 图4-32变压与弱磁配合控制特性 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 电枢电压与励磁配合控制特性 Te ΦN Φ nN nmax 调压调速 弱磁调速 UN U P Φ P U Te n O 图4-32 变压与弱磁配合控制特性

电枢电压与励磁配合控制特性 少东理)大军 口从图中可知：调压与弱磁配合控制只能在基速以上满足 恒功率调速的要求，在基速以下，输出功率不得不有所 降低。 U个T. ΦP Te max 调压调速 弱磁调速 电气与电子工程学院自动化系

电气与电子工程学院自动化系 电气与电子工程学院自动化系 电枢电压与励磁配合控制特性  从图中可知：调压与弱磁配合控制只能在基速以上满足 恒功率调速的要求，在基速以下，输出功率不得不有所 降低