1、第四章第四章电机扩大机及其控制系统第一节概述第二节电机扩大机第三节具有转速负反馈的电机扩大机-发电机-第四节具有电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统第五节具有电流截止负反馈的自动调速系统第六节稳 定 环 节第一节概述一、调速系统的主要技术指标1.调速范围D2.静差率s图4-1不同转速下的机械特性第一节概述3.稳定性二、开环和闭环控制系统1.开环控制系统图4-2直流电动机调速开环控制系统原理图1)电动机的转速n受电位器RP的控制。2)转速n对电位器RP的控制作用没有影响，即没有反作用。第一节概述图4-3直流电动机调速开环控制系统框图2.闭环控制系统第一节概述图4-4直流电动机调速闭环控制系统原理
2、图第一节概述图4-5直流电动机调速闭环控制系统方框图第二节电机扩大机一、工作原理图4-6电机扩大机的工作原理第二节电机扩大机图4-7扩大机定子各绕组分布示意图1换向绕组2补偿绕组3横向绕组4控制绕组5去磁绕组第二节电机扩大机二、基本构造1.电机扩大机的结构特点1)定子是由带有大、中、小三种槽的硅钢片叠成的，见图4-7。2)扩大机的电枢端部的换向器上，安放有互成90的两对电刷。2.各绕组的作用(1)控制绕组WC控制绕组上一般加控制电压，用于产生控制信号。(2)补偿绕组WCP补偿绕组与电枢绕组串联。(3)换向绕组WCM换向绕组与电枢绕组串联。(4)交轴助磁绕组Wq助磁绕组接在交轴两个电刷之间，其产
3、生的磁通与q同方向，因而对于一定的直轴输出，产生所需的q的交轴直流Iq可以相应减小，从而改善了交轴换向。第二节电机扩大机(5)去磁绕组为了减小扩大机的剩磁，磁轭上还绕有交流去磁绕组，交流去磁绕组的电压为工频13V，电流为35A。三、主要特性1.空载特性2.外特性图4-8扩大机的空载特性第二节电机扩大机图4-9扩大机的外特性(1)全补偿补偿绕组的磁势正好抵消电枢反应的磁势称为全补偿第二节电机扩大机。(2)欠补偿补偿绕组的磁势小于电枢反应的磁势称为欠补偿。(3)过补偿补偿绕组的磁势大于电枢反应的磁势称为过补偿。第三节具有转速负反馈的电机扩大机-发电机-图4-10具有转速负反馈自动调速系统原理图第四
4、节具有电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统一、具有电压负反馈的自动调速系统图4-11具有电压负反馈的自动调速系统原理图第四节具有电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统(1)改善系统的静特性可自动稳速，同时扩大了调速范围。(2)改善动特性可缩短起动、制动和反向的过渡时间，从而使系统的动特性也得到改善。(3)能降低剩磁的影响当给定电压Uc为零时，如果扩大机和发电机有剩磁，发电机将会产生一定的电压，假如此剩磁电压较大，电动机也将会缓缓转动，我们称之为“爬行”。二、具有电流正反馈的自动调速系统图4-12具有电流正反馈的自动调速系统原理图第四节具有电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统(1)改善系统的静特性
5、假设Uc一定，电动机以某一稳定的转速n运行。(2)改善动特性可缩短系统的过渡时间，改善动特性。第五节具有电流截止负反馈的自动调速系统图4-13具有电流截止负反馈的自动调速系统原理图第五节具有电流截止负反馈的自动调速系统一、工作原理图4-14具有电流截止负反馈的自动调速系统机械特性第五节具有电流截止负反馈的自动调速系统二、电流截止负反馈的作用(1)使系统得到下垂的机械特性由上述分析可知，该系统能得到下垂的机械特性。(2)加快过渡过程和改善系统的动特性电流截止负反馈环节不仅在电动机处于负载过大时起作用，而且在起动、制动和反转的过渡过程中也能起限制电流过大的作用。第六节稳 定 环 节一、设置目的1.
6、产生振荡的原因2.消除振荡的方法二、电路类型1.阻容稳定环节图4-15阻容稳定环节原理图第六节稳 定 环 节2.稳定变压器稳定环节3.桥形稳定环节图4-16稳定变压器稳定环节原理图第六节稳 定 环 节图4-17桥形稳定环节原理图1.什么叫做开环控制系统?有何特点?画出框图。第六节稳 定 环 节2.什么叫做闭环控制系统?有何特点?画出框图。3.简述电机扩大机的结构特点。4.简述电机扩大机的工作原理。5.转速负反馈的主要作用是什么?6.电压负反馈的主要作用是什么?是怎样稳定转速的?7.调速系统中，既然有了电压负反馈环节，为什么还要引入电流正反馈环节?8.什么是“挖土机特性”?电流截止负反馈的主要作用是什么?电流截止负反馈在什么情况下才起作用?9.调速系统中，为什么要引入稳定环节?10.桥式稳定环节在调速系统中是如何起稳定作用的?第六节稳 定 环 节11.在图4-11所示电路中，如果电位器RPB的200-21间开路，此时电压负反馈与直流电动机的转速怎样变化?如果电位器RPB的200-22间开路，电压负反馈与电动机的转速又怎样变化?
