小功率有静差直流调速系统实例分析1

1、小功率有静差直流调速系统实例分析李昕小功率有静差直流调速系统电路原理图 70V2W 2K2CW21N RP3 5.6K5.6KRP1串联校正6.8K R7KM1C550uF/25VRP21KUsUc移相控制电压2W 3K 2给定电路VD4 70V2CW21IVD5VD156012VD3VD23V34R42.4KV2V4R520K电压放大V1C4+100uF/25VC6V5100uF/25VR31006.3VS触发电路Ld绿红2KP50-5ZP50-51VT110W1K50AKM110W2uF10W50501AKM1KA42uF/500V220V3SVT2047uF0.C1C210050uF电流

2、截止2CW9负反馈RP4100RcRP5100电流正反馈1.5KRP620K 电压负反馈15KVD7VD6R4C3100uF2.4KRSA251R9V25WMKM1IRP7KA30KDZ-II型直流调速系统负线路图欠电流保护励磁回路一、系统的技术数据和结构特点1.适用于4KW以下直流电动机的无级调速(调速范围D10:1，静差率S10%）；为小容量晶闸管直流调速装置。2.电源电压：220V单相交流；输出电压：直流160V，输出最大电流：30A；励磁电压：直流180V，励磁电流为1A。3.配置Z3系列小型直流他励电动机；主回路采用单相桥式半控整流线路。4.具有电压负反馈、电流正反馈和电流截止负馈环

3、节。KDZ-II型直流调速系统的组成框图电压负反馈-Ufv整流回路Us +Ud电动机给定放大器触发器M+UfiId电流截止负反馈电流正反馈 二、定性分析（） 1.主电路： A.采用单相桥式半控整流线路（主电路为50A整流元件）。交流输入直接由220V交流电源供电，因电网电压波动5%，能确保的最大直流电压为：Ud = 220V 0.90.95 =188V式中，0.9为全波整流系数；0.95为电压降压5%引入系数；B.直流电动机选用：（为使输出电压有较多的调节裕量）。采用额定电压为160V的电机。C.主电路桥臂上的两个二极管，排在一侧，兼有续流二极管的作用；由于晶闸管的阴极不连接,脉冲变压器两个二

4、次绕组间会有 2 220V 的峰值电压，对脉冲变压器二次绕组间绝缘要求提高。二、定性分析（） D.平波电抗器Ld及并联的电阻： Ld是限制电流脉动，使电流连 续，改善换向条件，减少电枢损耗。可避免触发电路触发功率小 使晶闸管不能可靠触发导通，同时减小电抗器产生的过电压。：能耗制动电阻（两只、线绕电阻器并联）；：电流表分流器。阻容吸收电路：吸收浪涌电压。：手动转换开关（起动用）；：主电路接触器；主回路保护用熔断器容量为。欠电流继电器：防止失磁造成“飞车”事故。二、定性分析（）触发电路采用由单结晶体管构成的张驰振荡电路，以放大管控制电容的充电电流。为功放管；为脉冲变压器；为隔离二极管，可增加触发脉

5、冲前沿陡度，并阻挡上的电压影响同步。放大电路由晶体管1和电阻R4、R5构成的放大器为电压放大电路。信号在V1基极综合。VD6、VD7构成正反向限幅电路。4为隔离二极管以隔离电容C4对同步电压的影响。4控制电路（）反馈量的选择增加时，与转速n降低相对的是电压d的降低和电流d的上升，因此，可间接用电压负反馈和电流正反馈环节替代转速负反馈。二、定性分析（）（1）反馈量的选择说明Id=Ud0 E当TL nE=Ke n ER IdUd =Ud 0 IdR Ud负载变动，造成转速变化时，调速系统内有关参量的变化情况图上图式中：Id整流电流平均值Id=Ia（电枢电流平均值）；Ud整流装置空载输出电压的平均值

6、；Ua电动机电枢电压的平均值；Rx整流装置等效内阻；Ra电枢电阻；R电枢回路总等效电阻；R=Rx+Ra；Ud=Ua+IdRx=E+IdRa+IdRx=E+IdR 及 Ua=E+IdRa二、定性分析（）（2）控制信号C5 50uF/25V的综合校+正RP3+6.8K环控制信号的综合与控制a.未画出RP1：5.6KR7节为整定最高给定给作用（ U=Us-Ufv+Ufi）定V1电压用。RP2Us 电b.Ufv=Ud， 1K压为电压反馈系数。 -R4+C3R72.4K100uFc.Ufi=Id， RcUs为电流反馈系数。RC：V1RP5100Id-0.125电+UfvUfi电流正反馈压20W1.5K+

7、负 Ufv反RP6MUfiR4馈-20K15K二、定性分析（5）5.电流截止保护电路一）电路中各元件作用：V42CW9 RP4）、icRc：Id构成电流截止负反馈C1iv4Us环节。ibR4UIC2）、：整定截止电流。）电容C2作用：使电流截）集电极所串二极管作用：防止止负反馈信号成为较为平稳电枢冲击电流击穿bc集电结。的信号。二）电流截止负反馈的作用：实现如右“挖土机”机械特性。nn0aboI NI BImId额截堵定止转电电电流流流调速系统的挖土机机械特性6.抗干扰、消振荡环节：R7、C3、C5构成相位滞后-超前串联校正。抗干扰、消除振荡。兼顾稳定与快速性两方面的要求。三、系统的自动调节过

8、程如下图所示：当负载增加后，通过电流正反馈和电压负反馈，使调速系统的转速降n将明显减小，机械特性将得到明显改善。如下页闭环调速系统机械特性。电动机内部调节过程TLnIdTeUfi (Ufi =Id)UUcUd0IdTeIdRxUdUfv(Ud=Ud0-IdRx)(Ufv=rUd)(U=Us-Ufv+Ufi)电压负反馈环节和电流正反馈环节对转矩和转速的补偿作用直至Te=T L 时为止电压负反馈和电流正反馈环节对调速系统的补偿作用闭环调速系统机械特性n开环特性c闭环特性abUd3dUd2Ud1oId1Id2Id3Id(T)(T1)(T2)(T3)负反馈环节对调速系统机械特性的影响同理，当电流超过截止值时，依靠电流截止负反馈的调节作用，一方面限制过大电流，另一方面实现下垂的机械特性，如前所述