1、第十二章直流调l12-1 单闭环直流调速系统单闭环直流调速系统 l12-2 双闭环直流调速系统双闭环直流调速系统l12-3 位置随动控制系统位置随动控制系统 12-1 单单闭闭一、调速系统的概述一、调速系统的概述l直流电动机的转速可由下式表达 l由此可知，直流电动机的调速方案有三种：1、改变电动机电枢回路总电阻。2、减弱电动机励磁磁通。3、改变电动机的端电压。nnKRIKUKRIUn0edededd12-1 单单闭闭二、直流电动机单闭环不可逆调二、直流电动机单闭环不可逆调速系统速系统l（一）转速负反馈有静差调速系统l（二）转速负反馈无静差调速系统 二、二、直直流流电电动动机机单单闭闭（一）转速
2、负反馈有静差调速系统 l1转速负反馈调速系统的组成、原理及其静特性 l2.调速系统的静特性 l3.开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较 nmtrpdmnmtrpsnmtrp11KKKRIKKKKUKKKnndmnsnmtrp11KRIKKUKKKc0ncn=闭环系统静特性比开环机械特性硬得多。提高闭环系统静特性比开环机械特性硬得多。提高 值，可使系统稳值，可使系统稳态转速降减小到允许范围内。由于稳态转速减小，当要求的静差率一态转速降减小到允许范围内。由于稳态转速减小，当要求的静差率一定时，闭环系统的调速范围是开环系统调速范围的定时，闭环系统的调速范围是开环系统调速范围的(1+)(1+)倍。这
3、是闭倍。这是闭环系统的突出优点环系统的突出优点。nKnK二、二、直直流流电电动动机机单单闭闭（二）转速负反馈无静差调速系统l1比例积分(PI)调节器及其作用 l2具有PI调节器的无静差调速系统 ssKsCRRRUUnnnsis1110010 由于该调速系统在稳态运行时，由于该调速系统在稳态运行时，U Uc c保持常数值不变，此时保持常数值不变，此时 0 0，即为无静差调速系统。即为无静差调速系统。这种单闭环系统，启动冲击电流很大，有冲击负载时，动态电流这种单闭环系统，启动冲击电流很大，有冲击负载时，动态电流也会很大，所以采用也会很大，所以采用PIPI调节器的无静差调速系统必须加电流载止负调节器
4、的无静差调速系统必须加电流载止负反馈来解决冲击电流过大的弊病。反馈来解决冲击电流过大的弊病。U12-2 双双闭闭l一、转速、电流双闭环调速系统一、转速、电流双闭环调速系统（一）双闭环调速系统的组成和工作原理一）双闭环调速系统的组成和工作原理 （二）稳态结构图和静特性（二）稳态结构图和静特性（三）稳态参数计算（三）稳态参数计算 l二、直流可逆调速系统二、直流可逆调速系统（一）实现可逆运行的电路（一）实现可逆运行的电路（二）可控环流可逆调速系统（二）可控环流可逆调速系统l三、直流脉宽调速系统三、直流脉宽调速系统（一）（一）直流脉宽调制电路的工作原理直流脉宽调制电路的工作原理 （二）脉宽调速系统的控
5、制电路（二）脉宽调速系统的控制电路 系统中设置了两个调节器，即转速调节器和电流调节系统中设置了两个调节器，即转速调节器和电流调节器，分别调节转速和电流，二者实行串级联接。这样就器，分别调节转速和电流，二者实行串级联接。这样就形成了转速、电流双闭环调速系统。形成了转速、电流双闭环调速系统。双闭环调速系统的两个调节器一般都采用双闭环调速系统的两个调节器一般都采用PIPI调节器。调节器。从图128可见，双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，各变量间有下列关系0nnUUnnfnsnLidiifsiIIUUNsnmnnUdmsimiIU 1 1系统的基本组成系统的基本组成（1 1）主电路）
6、主电路 主电路采用交叉连接形式，串有两个限制脉主电路采用交叉连接形式，串有两个限制脉动环流的平衡电抗器。动环流的平衡电抗器。（2 2）控制电路）控制电路 控制电路是典型的转速电流双闭环系统。控制电路是典型的转速电流双闭环系统。12-3 位位置置一、概述一、概述l1）定义：位置随动控制系统又称伺服系统，是构成自动化体系的基本环节，它是由若干元件和部件组成的并具有功率放大作用的一种自动控制系统。他的输出量总是相当精确地跟随输入量的变化而变化，或者说，它的输出量总是复现输入量。l2）应用：用来实现对机械运动的位置控制，是国民经济许多领域中广泛应用的一类自动控制系统。例如数控机床的定位控制和工件轮廓的
7、加工，轧钢机的压下量控制，以及机器人控制，雷达天线和电子望远镜的方位瞄准等控制 12-3 位位置置二、随动系统位置的检测元件二、随动系统位置的检测元件 l1自整角机 l2旋转变压器 l3感应同步器 l4光电编码盘 12-3 位位置置三、随动系统的功率放大器及执行电机三、随动系统的功率放大器及执行电机 l（一）功率放大电路l（二）执行电机 1.直流伺服电动机 2.交流伺服电动机 3高性能伺服电动机4电液伺服阀动力液压缸12-3 位位置置l（一）功率放大电路 随动系统中，要将偏差信号变换成负载位置的改变量，就需要输送一定的功率。用晶闸管或晶体管可组成电流放大装置，这种装置通常叫做功率放大装置。如何
8、能使负载得到尽可能大的输出功率，就构成了它的特殊要求。12-3 位位置置l1.直流伺服电动机 直流伺服电动机是随动系统中常用的一种执行电机，它的作用是将控制电压信号转换成转轴上的角位移或角速度输出，通过改变控制电压的极性和大小能变更伺服电动机的转向和转速，而转速对时间的积累便是角位移。12-3 位位置置l2.交流伺服电动机（1）工作原理 （2）机械特性与调节特性 1 1）机械特性：）机械特性：它的机械特性为一略带弯曲的下垂它的机械特性为一略带弯曲的下垂斜线。即当电动机转矩增大时，其转速将下降。斜线。即当电动机转矩增大时，其转速将下降。2)2)调节特性：对不同的转矩，它们是一簇弯曲上升调节特性：对不同的转矩，它们是一簇弯曲上升的斜线，转矩愈大，则对应的曲线愈低，这意味着，的斜线，转矩愈大，则对应的曲线愈低，这意味着，负载转矩愈大，要求达到同样的转速，所需的电枢电负载转矩愈大，要求达到同样的转速，所需的电枢电压愈大。压愈大。
