2 2稳态调速性能指标和开环直流调速系统

1、稳态调速性能指标和开环直流调速系统,主讲人：张敬南 副教授,主 要 内 容,01,调速的稳态性能指标,02,开环直流调速系统存在的问题,（一）调速的稳态性能指标,（1）调速范围 D nmax nmin,nmin,n01,n02,a, nNa, nNb,n,（一）调速的稳态性能指标,（1）调速范围 D nmax,d01,b,d02,O,Te,TeN,（一）调速的稳态性能指标 （2）静差率,n01,n02,a, nNa, nNb,n,d01,n0,b,d02,O,Te,TeN,s nN,nN,nN n0,nmin,nmin, nN,D nmax,n0min,nmin nN,nN,s nN,s,s,

2、n,N,min,(1s)nN,n,nN,D ,nN s nN (1s),（一）调速的稳态性能指标 （3）指标之间的关系,结论： 一个调速系统的调速范围，是指在 最低速时还能满足所需静差率的转速可 调范围。,D ,nN s nN (1s),（一）调速的稳态性能指标,（3）指标之间的关系,（一）调速的稳态性能指标 例题： 某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， 当要求静差率30%时，允许多大的 调速范围？ 如果要求静差率20%，则调速范围 是多少？ 如果希望调速范围达到10，所能满 足的静差率是多少？,某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，

3、额定速降 nN = 115r/min， 当要求静差率30%时，允许多大的 调速范围？ 解：要求30%时，调速范围为,（一）调速的稳态性能指标 例题：,5.3,14300.3,nN (1s) 115(10.3),nN s,D ,某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， 如果要求静差率20%，则调速范围 是多少？ 解：若要求20%，则调速范围只有,（一）调速的稳态性能指标 例题：,3.1,115(10.2),14300.2,D ,某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， 如果希望调速范围达到10，所能满 足

4、的静差率是多少？ 解：若调速范围达到10，则静差率 只能是,（一）调速的稳态性能指标 例题：,10115, 0.446 44.6%,nN DnN 1430 10115,DnN,s ,解：要求30%时，调速范围为,若要求20%，则调速范围只有,若调速范围达到10，则静差率只能是,5.3,14300.3,nN (1s) 115(10.3),nN s,D ,3.1,115(10.2),14300.2,D ,10115, 0.446 44.6%,nN DnN 1430 10115,DnN,s ,（一）调速的稳态性能指标,（二）开环直流调速系统存在的问题 实际系统往往对调速范围、静差率两 方面都有要求。

5、 龙门刨床： 调速范围：2040； 静差率：5%。 热连轧机： 调速范围：10； 静差率：0.2%0.5%。,某龙门刨床工作台拖动采用直流 电动机，其额定数据如下： 60kW、 220V 、 305A 、 1000r/min ， 采用 V-M 系统，主电路总电阻0.18，电动机 电动势系数0.2Vmin/r。如果要求调速 范围 D = 20，静差率5%，采用开环 调速能否满足？若要满足这个要求， 系统的额定速降最多能有多少？,D ,nN s nN (1s),N,n ,nN s D(1s),（二）开环直流调速系统存在的问题 例题：,0.191,275 (1 0.05),1000 0.05,nN(

6、1 s),D ,N,0.2,Ce nN s,n IdN R 3050.18 r/min 275r/min,如果要求D = 20，s 5%，则：,N,nN s,1000 0.05,n , r/min,D(1s) 20 (10.05),2.63r/min 如何将转速降降到需要的值呢？,（二）开环直流调速系统存在的问题 解：,开环调速系统结构原理图 （以V-M系统为例）,+,GT,+,- -,+,MM,Id,U,d,*,Uc （U n）,（二）开环直流调速系统存在的问题,（1）系统构成,Ce 开环调速系统的机械（转速）特性为:,Ud 0 KsUc 直流电动机的稳态关系: n Ud 0 I d R,n

7、 Ud 0 RI d KsUc RI d Ce Ce Ce,（2）机械特性 电力电子变换器的稳态关系:,（二）开环直流调速系统存在的问题,n01,n02,a, nNa, nNb,（2）机械（转速）特性 n Ud 0 RI d KsUc RI d Ce Ce Ce n,d01, = ,s c1,（二）开环直流调速系统存在的问题,b,d02= sc2,O,Id（Te）,IdN（ TeN,）,（二）开环直流调速系统存在的问题 回顾例题结论：,nN 275r / min nN 2.63r / min n,c,d03, = ,s c3,n01 n03 n02,a,d01,b,d02= sc2,O,Id（Te）,IdN（ TeN,）, = ,s c1,（二）开环直流调速系统存在的问题 根据“自动控制原理”所学： 反馈控制的闭环系统是按被调量 的偏差进行控制的系统，只要被调量 出现偏差，它就会自动产生纠正偏差