5.4.2 电压负反馈和电流正反馈调速系统

  从维护、安装和经济性考虑,电压负反馈和电流正反馈调速系统是常用的调速方案之一。

1.系统构成

  系统如图5.21所示。从并联在电枢两端的电位器上取出一部分电压作为负反馈电压;从串联在电枢回路中的电阻R上取一部分电压降作为电流正反馈电压。二者反极性串联组成系统负反馈电压=-,反馈到系统的输入端,与给定电压比较形成闭环系统的输入电压=-=-+,经放大、触发电路,可控整流电路输出电压,使电动机稳定在某一转速n下运转。

  若电压负反馈的电阻分压比与电流正反馈电阻R能满足关系式

  (5.30)

则反馈电压为  (5.31)

  式(5.31)表明,当电动机励磁f 不变时,n

  由此可见,电压负反馈与电流正反馈配合得当,可以达到转速负反馈的效果。但由于、R、的材质及工作条件不同,阻值随温度变化亦不相同,因此式(5.30)只能在一定范围内近似成立。这种系统的调速范围大约在10~20之间。它能省掉测速电机。

2.电压负反馈环节

3.电流正反馈环节

1.系统构成

2. 电压负反馈环节

  将图5.21中可变电阻R的滑头移至左端,使R=0、=0,则系统只有电压负反馈环节。给定电压不变,系统的输入信号为=-,经放大,可控整流器输出端电压使电动机运行在某一转速n。当某种扰动使负载增加、n下降时,增大,晶闸管主回路中的电阻压降增大,使电枢电压=-减小。与此同时随之减小,则增大,使回升到接近原值,部分地补偿由于负载增加而下降的转速。其调速过程为

  ↑→n↓→↑→↓→↓→↓→↑→a↓→↑→↑→n

  可见,电压负反馈环节具有自动调整转速作用,在一定程度上扩大调速范围。只有电压负反馈系统的静特性如图5.22之曲线2,与开环特性1相比减小了静态速降。但与转速负反馈系统静特性曲线4相比软得多。

  因转速负反馈系统被调量是转速,所以系统维持转速基本不变。而电压负反馈系统的被调量是电动机电枢电压,只能维持电压接近不变。由式可知,当负载波动时,负载电流产生变量Δ,在电枢电阻上产生压降增量Δ,在不变时,必然迫使电动机转速降落增大。可见,由电枢压降增量Δ引起的转速降落未能得到补偿。

3. 转速负反馈SCR--M系统静特性

1.系统构成

2. 电压负反馈环节

3. 电流正反馈环节

  为了补偿因电枢压降变量Δ引起的转速降落增大,在电压负反馈系统中,同时采用电流正反馈环节。其反馈电压与给定电压同极性,且与负载电流成正比,故当增大时,也随之增大,使电动机端电压高于原值,来补偿Δ,从而使转速基本不变。须注意的是电流正反馈不能过强,过补偿时容易引起自激。显然更不能单独采用。

 

 

 

 

  附加电流正反馈的电压负反馈系统的静特性曲线如图5.22之3所示,其特性硬度接近转速负反馈系统。如果式(5.30)成立,则曲线3与4重合。图5.23是该闭环系统的框图。