轉速反饋控制的直流調速系統 單元關鍵知識點解析

2021-10-01 13:16:33 字數 1926 閱讀 4980

清楚兩種可控直流電源的工作原理、構成和優缺點。

(1)靜止式可控整流器——用靜止式的可控整流器,以獲得可調的直流電壓。

(2)直流斬波器或脈寬調變變換器——用恆定直流電源或不控整流電源供電,利用電力電子開關器件斬波或進行脈寬調變,以產生可變的平均電壓。

掌握v-m系統閘流體整流裝置的主電路、特點、傳遞函式。

在動態過程中,可把閘流體觸發與整流裝置看成是乙個純滯後環節,其滯後效應是由閘流體的失控時間引起的。傳遞函式近似成一階慣性環節。

掌握典型pwm電路的主電路、傳遞函式、過程分析。

pwm系統的優點:(1)主電路線路簡單,需用的功率器件少;(2)開關頻率高,電流容易連續,諧波少,電機損耗及發熱都較小;(3)低速效能好,穩速精度高,調速範圍寬,可達1:10000左右;(4)若與快速響應的電機配合,則系統頻帶寬,動態響應快,動態抗擾能力強;(5)功率開關器件工作在開關狀態,導通損耗小,當開關頻率適當時,開關損耗也不大,因而裝置效率較高;(6)直流電源採用不控整流時,電網功率因數比相控整流器高。

轉速控制的要求和調速指標(包括計算)

調速範圍d:生產機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調速範圍。

靜差率s:當系統在某一轉速下執行時,負載由理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落與理想空載轉速之比,稱作靜差率。

調速範圍和靜差率這兩項指標並不是彼此孤立的,必須同時提才有意義。調速系統的靜差率指標應以最低速時所能達到的數值為準。

閉環調速系統與開環調速系統的比較。

(1)閉環系統靜性可以比開環系統機械特性硬得多。

(2)如果比較同一的開環和閉環系統,則閉環系統的靜差率要小得多。

(3)當要求的靜差率一定時,閉環系統可以大大提高調速範圍。

(4)要取得上述三項優勢,閉環系統必須設定放大器。

閉環調速系統可以獲得比開環調速系統硬得多的穩態特性,從而在保證一定靜差率的要求下,能夠提高調速範圍,為此所需付出的代價是,須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。

基於比例放大器的反饋控制規律

(1) 被調量有靜差

只用比例放大器的反饋控制系統,其被調量仍是有靜差的。【閉環系統的開環放大係數k值越大,系統的穩態效能越好。然而,kp =常數,穩態速差就只能減小,卻不可能消除。】

(2)反饋控制系統的作用是: 抵抗擾動, 服從給定

反饋控制系統所能抑制的只是被反饋環包圍的前向通道上的擾動。

抗擾效能是反饋控制系統最突出的特徵之一。

(3)系統的精度依賴於給定和反饋檢測的精度。

反饋控制系統的規律是:一方面能夠有效地抑制一切被包在負反饋環內前向通道上的擾動作用;另一方面,則緊緊地跟隨著給定作用,對給定訊號的任何變化都是唯命是從的。

為了解決反饋閉環調速系統的起動和堵轉時電流過大的問題,系統中必須有自動限制電樞電流的環節。

如果採用某種方法,當電流大到一定程度時才接入電流負反饋以限制電流,而電流正常時僅有轉速負反饋起作用控制轉速。這種方法叫做電流截止負反饋,簡稱截流反饋。

閉環系統伯德圖特徵:

(1)中頻段以-20db/dec的斜率穿越0db線,而且這一斜率能覆蓋足夠的頻頻寬度,則系統的穩定性好。

(2)截止頻率(或稱剪下頻率)越高,則系統的快速性越好。(3)低頻段的斜率陡、增益高,說明系統的穩態精度高。(4)高頻段衰減越快,及高頻特性負分貝值越低,說明系統抗高頻雜訊干擾的能力越強。

採用比例積分調節器的閉環調速系統是無靜差調速系統。

積分控制可以使系統在無靜差的情況下保持恆速執行,實現無靜差調速。

比例調節器的輸出只取決於輸入偏差量的現狀;而積分調節器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。

pi調節器的輸出電壓由比例和積分兩部分相加而成。

比例積分控制綜合了比例控制和積分控制兩種規律的優點,又克服了各自的缺點,揚長避短,互相補充。比例部分能迅速響應控制作用,積分部分則最終消除穩態偏差。

10、無靜差調速系統的穩態引數計算很簡單,在理想情況下,穩態時 dun = 0,因而 un = un* ,可以直接計算轉速反饋係數。

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