直流电动机速度的双域调节系统课件

直流调速系统运动控制系统第2章2.10直流电动机速度的双域调节系统2.10.1独立控制励磁的调速系统2.10.2非独立控制励磁的调速系统在他励直流电动机的调速方法中，前面讨论的调压调速是从基速（即额定转速nnom

）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。引言按照电力拖动原理，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Inom。于是，由于电磁转矩Te

=Km

Id，在调压调速范围内，励磁磁通不变，容许的转矩也不变，因此称作“恒转矩调速方式”。两种调速方式——恒转矩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，而转矩与转速的乘积不变，即容许功率不变，称为“恒功率调速方式”。两种调速方式——恒功率调速方式电枢电压与励磁配合控制特性Tenomnnomnmax调压调速(恒转矩)弱磁调速(恒功率)UnomUPPTeUn0图2.120直流电动机双域控制特性P直流电机允许的弱磁调速范围有限，一般电机不超过1:2，专用的“调速电机”也不过是1:3或1:4。为了扩大调速范围，直流电动机可以采用调压和弱磁配合控制的混合调速方式。电压和弱磁配合控制调压和弱磁配合控制的混合调速方式在基速（额定转速）以下保持额定磁通不变，只调节电枢电压，在基速以上则保持电枢电压为额定值，减弱磁通升速。

启动时，应先满磁升压启动，当电压达到额定值后，再减弱磁通继续升速。减速时，应先增磁，再降压调速。电压和弱磁配合控制2.10.1独立控制励磁的调速系统

图2.121独立控制励磁的调速系统-AFR+GTFCUif-VFCU*ifRPifMTGnASRACRU*nRPn-UnUiU*i+-UctTAVM+-UdId+TGMGTLTAFC①两个控制通道：电枢控制、磁场控制；②两个可调电位计：调速电位计、调磁电位计；③调速电位计和调磁电位计必须配合适当。独立控制励磁调速系统的特点

图2.121独立控制励磁的调速系统-AFR+GTFCUif-VFCU*ifRPifMTGnASRACRU*nRPn-UnUiU*i+-UctTAVM+-UdId+TGMGTLTAFC满磁位置升速额定转速弱磁升速额定转速位置

分别调整调速电位计和调磁电位计的方式十分繁琐，因此，独立控制励磁的调速系统目前已极少采用。2.10.2非独立控制励磁的调速系统TVDAETGnASRACRU*nRPn-UnUiU*i--UdId-AFR+GTFCUif+VFCU*if+RPeAERUi-U*eUeTAFCUvTGM

图2.122非独立控制励磁的调速系统VGTUctL电动势调节器电动势计算器电压隔离器

基本控制思想根据E=Ke

n原理，若能保持电动势E不变，则减少电动机的励磁磁通，可以达到提高转速的目的。

为此，在励磁控制系统中引入电动势调节器AER，利用电动势反馈，使励磁系统在弱磁调速过程中保持电动势E基本不变。

由于直接测量电动势比较困难，因此，采用间接检测的方法。通过检测电压Ud

和电流Id，根据

E=Ud

–

RId

+LdId

/dt

由电动势运算器AE，算出电动势E的反馈信号Ue

。电动势的检测

系统中有两个电位计，其中调压调速和弱磁调速用同一个调速电位计RPn，弱磁升速靠内部信号自动进行。另一个电位器RPe为基速电动势给定器，在系统运行前调整合适后，在系统运行中不再调整。电位器的调整

通过RPe使电动势调节器AER的给定电压U*e相当于95%Enom的电动势信号Ue，AER的输出限幅值U*ifm相当于额定励磁电流信号Uif

。电位器RPe的给定

控制过程在基速以下调压调速:

只要n<95%

nnom

，则E<95%

Enom

；此时，Ue*

>Ue

，

AER饱和，相当于电动势环开环；AER的输出限幅值设置为满磁给定，加到励磁电流调节器AFR，由AFR调节保持磁通为额定值；用RPn调节转速，此时，转速、电流双闭环系统起控制作用。TVDAETGnASRACRU*nRPn-UnUiU*i--UdId-AFR+GTFCUif+VFCU*if=U*ifm

+RPeAERUi-U*eUeTAFCUvTGMVGTUctL①

基速以下调速U*e>U*e

控制过程在基速以上弱磁升速:

调节RPn提高转速给定电压，使转速上升。当n>95%nnom

时，E>95%Enom，使U*e<Ue

，AER开始退饱和，减少励磁电流给定电压，从而减少励磁磁通，以提高转速。TVDAETGnASRACRU*nRPn-UnUiU*i--UdId-AFR+GTFCUif+VFCU*if<U*ifm

+RPeAERUi-U*eUeTAFCUvTGMVGTUctL②

基速以上调速U*e<U*e

系统运行分析如果负载是恒功率负载