第六章 电机扩大机自动调速系统的基本环节2（课件）- 《工厂电气控制设备（第二版）》同步教学（机工版）

第六章 电机扩大机自动调速系统的基本环节2 第一节 电压负反馈和电流正反馈自动调速系统 一、电压负反馈自动调速系统 发电机电枢两端并联电阻RV，从中引出反馈电压UV，此即为信号引出点。Rv的选择应 使流进其电流而引起发电机内部压降可略而不计。UV与给定电压Us是反向的，因而构成了电 压负反馈环节。由于是电压反馈，故应选择高阻控制绕组作为CI。图中Rsa是给定回路附加电阻。 根据框图，写出电压负反馈调速系统静特性方程： 式中，KV为电压负反馈闭环系统开环放大倍数 二、电压负反馈及电流正反馈自动调速系统 从式可知,电压负反馈电流正反馈系统中,当负荷增加时，正反馈磁动势ICⅡNCⅡ亦增加,用以提高发电机电压去补偿因换向绕组及电动机电枢绕组产生的压降。因此电流正反馈是补偿控制而不是反馈控制。具有电压负反馈及电流正反馈系统中发电机外特性如右图曲线l所示.发电机端电压是随负载电流增加而升高的，而电压负反馈系统利用被控量发电机电枢电压的负反馈作用以维持电压近似不变见图曲线2.开环系统发电机电枢电压见图曲线3。 从上式可知，系统静特性为平行于x轴的直线，但在实际上，由于系统各元件的参数非线性因此难以实现 ∆n=0，一般都以近似转速负反馈系统计算，即使 说明了一个系统中，电压负反馈系数av越大，电流正反馈系数aI也要增大，这是因为随着负载电流的增大，电流正反馈使发电机电压升高，但电压负反馈的存在却阻碍发电机电压的升高。也就是说，电压负反馈较强的系统必须有强的电流正反馈．才能补偿电动机的因负载而造成的转速降，以保证系统具有类似转速负反馈系统的较硬的静特性。 第二节 电动势负反馈自动调速系统   直流电动机的反电动势正比于转速，如果能使其反电动势作为负反馈信号电压，则在磁 通不变时，可维持反电动势近似不变，因而其静特性和转速负反馈系统相似。 通常采用一个桥式测速电路来实现电动势负反馈，如图下所示 当电动机静止时，EM＝0，如果测速桥各桥臂电阻之比为 即电桥处于平衡状态，Ucd=0 电动机旋转后，反电动势不为零，因此测速桥的平衡状态被破坏，则 上式证明了Ucd是正比于EM的，可以作为反馈信号引出 电动势负反馈调速系统电路图如上图b所示。图中RC＝RGC+RMC。 根据上述各方程可得电动势负反馈调速系统静态框图，如下图所示 从框图可得静特性方程： 第三节 具有电流截止负反馈环节的自动调速系统 正常范围内，系统有较硬的静特性如曲线l的ab段称为工作段，而在过载时系统有很软的静特性，如曲线1的bc段称为下垂段。而b点称为转折点、c点 称为堵转点.转折电流Ib值因不同生产机械而异，一股在1~1.2IN,堵转电流Ic值的选定主要取决于机械及传动电动机容许的过载转矩，一股取1.5~2IN.这种特性常被应用在挖土机的工作上,所以称为挖土机特性。 静态及动态电流的限制常采用电流截止负反馈环节来实现。 Ib为主回路转折电流。忽略二极管压降UV时电流截止负反馈导通后的合成磁动势为： 电流截止负反馈环节导通后系统静态框图如下图所示。 根据上图及电压负反馈电流正反馈系统静特性方程式可得具有单独截流绕组的系统静特性方程 由式可得单独截流绕组时系统的转速挖土机特性如下图所示.从上图可得 单独截流绕组的挖土机特性的特点是： 第四节 稳定环节 一、阻容稳定 调节阻容稳定环节首先应该注意稳定绕组极性，如果接反了，动态负反馈变成了动态正反馈,则使系统更加不稳定。调节R、C可改变稳定作用的强弱，如果稳定环节外施阶跃电压，则其反馈磁动势如左图所示。 二、稳定变压器 稳定变压器的负反馈磁动势与下列因素有关： 三、桥形稳定环节 桥形稳定环节挠定强弱的调节方法有： 1)减小Rl十R2可加强稳定。扩大机电压变化△UA时,如果R1+R2较小，则其内阻亦小， 因此iCIV就较大，加强了稳定。但减小Rl十R2意味着电能消耗的增大，故一般R1十R2的值选取应使其在扩大机额定电压下流过电流为0.5A左右。 2)加大R3可加强稳定。当扩大机电压△UA时，则在l端即控制绕组两侧的电压变化为 ,所以同时增大R2、R3仍然保持电桥平衡，显然l端电压变化值大了，即稳定价用加强了。 减小稳定绕组串联附加电阻Rsta,也能加强稳定作用。 第五节 电位器的计算与等效电路 $$