直流电动机的调压调速一定要用到输出电压可以控制的直流电源。常用的可控直流电源又因其供电电源种类的不同而分为以下几种情况： 1、旋转变流机组可控变流装置 早期使用的可控变流装置是旋转变流机组，由它供电的直流电动机调速系统如图1所示。 图1旋转变流机组 图中，交流电动机（图1中的蓝色圈显现）为原动机，工作时转速基本恒定。由它拖动的直流发电机G（图-1中的绿色圈显现秒）给需要调速的直流电动机M（图1中的红色圈显现）的电枢供电。GE（图1中的紫色圈显现）为一台小型直流发电机，可以如图那样与交流电动机、直流发电机G同轴相连，也可另设一台小型交流电动机对其拖动。它在系统中的作用是提供一小容量的直流电源，供直流发电机G（图1中的绿色圈显现）和直流电动机M（图1中的红色圈显现）的定子励磁用，又称GE为励磁发电机。 对于直流发电机而言，其定子需要直流励磁，外力转矩使转子旋转，从而产生动生电动势。对于直流电动机而言，其定子需要直流励磁，转子上再外接工作直流电源，从而在转子上产生转矩。 旋转变流机组供电的直流调速系统可简称为G-M系统。改变G的励磁电流 对系统的调速性能要求不高时，图中的放大装置可以不用， 上述改变 G-M系统在20世纪60年代曾经广泛使用，但因其设备多、体积大、效率低、运行噪声大等缺点，后被更经济可靠的晶闸管整流可控变流装置取代了。 2、晶闸管整流可控变流装置 图2晶闸管整流装置 晶闸管整流装置供电的直流调速系统如图。GT（图2中的绿色圈显现）为晶闸管的触发装置，V（图2中的橙色圈显现）为晶闸管整流器，合起来为一可控直流电源。可控直流电源给直流电动机M（图2中的紫色圈显现）电枢供电组成直流调速系统。这类直流调速系统简称V-M系统。 改变GT的输入信号（图2中的红色圈显现）大小，就可改变其输出脉冲（图2中的蓝色线条显现）的相位，不同相位的脉冲输入整流器V，可以使整流器的输出电压 晶闸管可控直流电源的功率放大倍数高出旋转变流机组两到三个数量级，系统反应速度也高出两个数量级以上。 3、直流斩波器 图3中（a）图为采用晶闸管做开关的直流斩波器—电动机调速系统原理图。 (a)系统原理图(b)斩波器输出波形图3直流斩波器 当晶闸管VT（图3中的蓝色圈显现）被触发导通时，电源电压 基于该电压波形特点，在电力拖动系统中常采用脉冲宽度调制（PWM）式控制、脉冲频率调制（PFM）式控制和两点式控制。其中脉冲宽度调制式应用Zui为广泛。在调速系统中，将其与电动机合在一起，组成PWM—电动机系统，简称PWM调速系统或脉宽调速系统。 直流斩波器目前广泛应用于电力牵引设备和高性能的小型伺服系统上。 |
为了提高系统的控制精度，必须把系统输出量的信息反馈到输入端，通过比较输入值与输出值来产生偏差信号，该偏差信号以一定的控制规律产生相应的控制作用，使偏差信号逐渐减小直至消除，从而使控制系统达到预期的要求。 所谓闭环控制系统是指输出量直接或间接地反馈到输入端，形成闭环参与控制的系统。就是将输出量反馈回来和输入量比较，使输出值稳定在期望的范围内。 图1为直流电动机转速闭环控制系统方框图。图中，把从系统输入量到输出量之间的通道称为前向通道或正向通道；从输出量到反馈信号之间的通道称为反馈通道。由于采用了反馈信号，信号的传输路径形成闭合回路，使系统输出量(转速)反过来直接影响控制作用。这种通过反馈回路使系统构成闭环，并按偏差产生控制作用，以减小或消除偏差的控制系统，称为闭环控制系统或反馈控制系统。 图1直流电动机转速闭环控制系统 闭环控制系统的主要特点是被控对象的输出(被控量)会反送回来影响控制器的输入，形成一个或多个闭环回路。闭环控制系统有正反馈和负反馈，若反馈信号与系统约定值信号则称为负反馈；若极性相同，则称为正反馈。一般的闭环控制系统都采用负反馈，又称为负反馈控制系统。闭环控制系统的优点是具有自动修正被控量出现偏离的能力，可以修正元件参数变化以及外界扰动引起的误差。 |