單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)主要內(nèi)容

學習目標：1．了解開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的結構，理解系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的功能，了解V-M系統(tǒng)的功能和優(yōu)缺點；掌握閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構成，理解閉環(huán)控制各環(huán)節(jié)的功能和作用。2．理解有靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成，能夠根據(jù)系統(tǒng)的構成繪制閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖和系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖；能夠根據(jù)負載的變化和電源電壓的變化分析系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程；3．能夠掌握并獨立完成有靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)靜特性的分析；理解系統(tǒng)的三個基本特征；4．掌握比例調(diào)節(jié)器(P調(diào)節(jié)器)、積分調(diào)節(jié)器（I調(diào)節(jié)器）和比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）的作用；5．理解無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的構成，能夠根據(jù)系統(tǒng)的構成繪制閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖；能夠根據(jù)負載的變化分析系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程；完成系統(tǒng)靜特性的分析；6．理解電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)、帶電流補償?shù)碾妷贺摲答佒绷髡{(diào)速系統(tǒng)和電流截止負反饋的構成，能夠根據(jù)各系統(tǒng)的構成繪制對應的閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖；能夠完成系統(tǒng)工作過程的分析。自動調(diào)速系統(tǒng)教學導航2.1

開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.2

轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)自動調(diào)速系統(tǒng)2.4小型直流電機調(diào)速系統(tǒng)案例分析單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構成1.1PN結的形成2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

如圖2-1所示為晶閘管一電動機速度控制系統(tǒng)。圖中電動機是被控對象，轉(zhuǎn)速

是要求實現(xiàn)自動控制的物理量，稱為被控量（輸出量），轉(zhuǎn)速給定

為系統(tǒng)輸入量。當系統(tǒng)輸入端給定一個電壓

（輸入量）時，電動機就有對應一個轉(zhuǎn)速

（輸出量）。當給定電壓

增大時，通過觸發(fā)器GT使晶閘管整流裝置的控制角

減小，晶閘管整流裝置輸出電壓

增加，電動機的轉(zhuǎn)速行增加。圖2-1晶閘管一電動機速度控制系統(tǒng)

開環(huán)系統(tǒng)對應的系統(tǒng)方框圖如圖2-2所示。圖中作用于系統(tǒng)輸入端

的量為輸人量，作用于被控對象（電動機）

的量稱為控制量，轉(zhuǎn)速

是要求控制的輸出量，亦稱為被控量。

1.1PN結的形成

作用于被控對象（電動機）的負載轉(zhuǎn)矩

稱為擾動量。從理論上來說所有使被控量即轉(zhuǎn)速

偏離給定值的因素都是擾動，如電源電壓的波動、電動機勵磁電流的變化等因素在轉(zhuǎn)速給定值

不變時，都將引起被控量（轉(zhuǎn)速

）的變化。

為了分清主次，把各種擾動分為主擾動和次擾動，系統(tǒng)分析時主要考慮主擾動。對于圖2-1所示直流電動機控制系統(tǒng)，電動機負載轉(zhuǎn)矩

為主擾動。上述控制系統(tǒng)輸出量（被控量）只能受控于輸入量，輸出量不反送到輸入端參與控制的系統(tǒng)稱為開環(huán)控制系統(tǒng)。圖2-2晶閘管-電動機速度控制系統(tǒng)方框圖2.1.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構成2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

開環(huán)控制系統(tǒng)可以按給定量控制方式組成系統(tǒng)，也可以按擾動控制方式組成系統(tǒng)。圖2-1所示開環(huán)控制系統(tǒng)是按給定量控制的開環(huán)控制系統(tǒng)。

按擾動控制的開環(huán)控制系統(tǒng)，用儀器儀表來測量擾動，使系統(tǒng)按照擾動進行控制，以減小或抵消擾動對輸出量的影響，這種開環(huán)控制系統(tǒng)也稱之為前饋控制系統(tǒng)。前饋控制系統(tǒng)是利用可測量的擾動量產(chǎn)生一種補償作用，能針對擾動迅速調(diào)整控制量，使被控量及時得到調(diào)整，以提高抗擾動性能和控制精度。

按給定量控制的開環(huán)控制系統(tǒng)結構簡單、調(diào)整方便、成本低，但控制系統(tǒng)抗擾動性能差，控制精度低，往往不能滿足生產(chǎn)要求。

由于在加工過程中負載轉(zhuǎn)矩變化而產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)速降，從而引起轉(zhuǎn)速波動，造成加工精度差，不能滿足生產(chǎn)要求。為了提高抗擾動性能和控制精度，可采用閉環(huán)控制（反饋控制）系統(tǒng)。1.1PN結的形成2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的構成

晶閘管整流器供電由于電流波形的脈動，可能出現(xiàn)電流連續(xù)和斷續(xù)兩種情況，這是V-M系統(tǒng)又一個特點。當V-M系統(tǒng)主電路有足夠大的電感量，而且電動機的負載也足夠大時，整流電流便具有連續(xù)的脈動波形。當電感量較小或負載較輕時，在某一相導通后電流升高的階段里，電感中的儲能較少；等到電流下降而下一相尚未被觸發(fā)以前，電流已經(jīng)衰減到零，于是，便造成電流波形斷續(xù)的情況。

當電流連續(xù)時，V-M系統(tǒng)的機械特性方程式為1.1PN結的形成2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.2晶閘管整流器供電的直流電動機開環(huán)調(diào)速特性（2-1）式（2-1）中：

——從自然換相點算起的觸發(fā)脈沖控制角；

——

時的整流電壓波形峰值；

——交流電源一周內(nèi)的整流電壓脈波數(shù)；1.1PN結的形成

對于不同的整流電路，它們的數(shù)值如表2-1所示。

表2-1不同整流電路的整流電壓值2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.2晶閘管整流器供電的直流電動機開環(huán)調(diào)速特性

改變控制角，得一族平行直線，如圖2-3所示。圖中電流較小的部分畫成虛線，表明這時電流波形可能斷續(xù)，公式已經(jīng)不適用了。圖2-3改變控制角得一族平行直線1.1PN結的形成

只要電流連續(xù)，晶閘管可控整流器就可以看成是一個線性的可控電壓源。

下圖繪出了完整的V-M系統(tǒng)機械特性，分為電流連續(xù)區(qū)和電流斷續(xù)區(qū)。由圖可見：

當電流連續(xù)時，特性還比較硬；斷續(xù)段特性則很軟，而且呈顯著的非線性，理想空載轉(zhuǎn)速翹得很高，如圖2-4所示。2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.2晶閘管整流器供電的直流電動機開環(huán)調(diào)速特性

在進行調(diào)速系統(tǒng)的分析和設計時，可以把晶閘管觸發(fā)和整流裝置當作系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)來看待。

在V-M系統(tǒng)中，脈動電流會產(chǎn)生脈動的轉(zhuǎn)矩，對生產(chǎn)機械不利，同時也增加電機的發(fā)熱。為了避免或減輕這種影響，須采用抑制電流脈動的措施，主要是：設置平波電抗器；增加整流電路相數(shù)；采用多重化技術。圖2-4當電流斷續(xù)段特性很軟2.1.3開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的缺陷

若可逆直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)是開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)控制電壓就可以改變電動機的轉(zhuǎn)速。如果負載的生產(chǎn)工藝對運行時的靜差率要求不高，這樣的開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的無級調(diào)速，可以找到一些用途。

但是，許多需要調(diào)速的生產(chǎn)機械常常對靜差率有一定的要求。在這些情況下，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)往往不能滿足要求。1.1PN結的形成

【例2-1】某龍門刨床工作臺拖動采用直流電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：60kW、220V、305A、1000r/min，采用V-M系統(tǒng)，主電路總電阻

=0.18，電動機電動勢系數(shù)

=0.2。如果要求調(diào)速范圍D=20，靜差率5%，采用開環(huán)調(diào)速能否滿足？若要滿足這個要求，系統(tǒng)的額定速降最多能有多少？2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)2.1.3開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的缺陷

解:當電流連續(xù)時，V-M系統(tǒng)的額定速降為1.1PN結的形成2.1開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)與閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

這已大大超過了5%的要求，更不必談調(diào)到最低速了。

如果要求D=20，s≤5%，則：

開環(huán)系統(tǒng)機械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率為

可以看出，開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的額定速降是275r/min，而生產(chǎn)工藝的要求卻只有2.63r/min，相差幾乎百倍。由此可見，開環(huán)調(diào)速已不能滿足要求，需采用反饋控制的閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)來解決這個問題。2.2.1轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成圖2-5閉環(huán)控制系統(tǒng)基本組成

開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抗干擾能力差，當電機的負載或電網(wǎng)電壓發(fā)生波動時，電機的轉(zhuǎn)速就會隨之改變，即轉(zhuǎn)速不夠穩(wěn)定，因此開環(huán)調(diào)速只能應用于負載相對穩(wěn)定、對調(diào)速系統(tǒng)性能要求不高的場合。

根據(jù)自動控制理論，要想使被控量保持穩(wěn)定，可將被控量反饋到系統(tǒng)的輸入端，構成負反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。將直流電動機的轉(zhuǎn)速檢測出來，反饋到系統(tǒng)的輸入端，可構成轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)。

閉環(huán)控制系統(tǒng)基本元件，一般可由給定元件、比較元件、放大校正元件、執(zhí)行元件、被控對象、檢測反饋元件組成，如圖2-5所示。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

圖中

代表比較元件，它將檢測反饋元件檢測到的被控量的反饋量與給定量進行比較，“-”表示給定量與反饋量極性相反，即負反饋，“+”表示給定量與反饋量極性相同，即正反饋。

信號從輸入端沿箭頭方向達到輸出端的傳輸通道稱為前向通道，系統(tǒng)輸出量經(jīng)檢測元件反饋到輸入端傳輸通道稱為反饋通道。2.2.1轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成

各類元件作用如下：

1．給定元件：給出與希望的被控量相對應的系統(tǒng)輸入量（給定量）。

2．比較元件：把檢測反饋元件檢測的被控量實際值的反饋量與給定元件給出的給定量進行比較，求出它們之間的偏差信號。

3．放大校正元件：對偏差信號進行放大與運算，校正輸出一個按一定規(guī)律變化的控制信號，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。放大校正元件可采用運算放大器和電阻、電容組成。

4．執(zhí)行元件：根據(jù)放大校正元件單元的輸出信號產(chǎn)生一個具有一定功率并能夠被被控對象接受的控制量，使被控量與希望值趨于一致。

5．被控對象：自動控制系統(tǒng)中需要進行控制的設備或生產(chǎn)過程，它接受控制量，輸出被控量，如電動機。

6．檢測反饋元件：對被控量進行檢測并輸出反饋量。如果這個物理量是非電量，一般再轉(zhuǎn)換為電量，如測速發(fā)電機用于檢測電動機轉(zhuǎn)速并轉(zhuǎn)換成直流電壓。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)2.2.1轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的組成自動控制系統(tǒng)的信號包括：給定量（輸入量）、反饋量、偏差信號、控制量、被控量（輸出量）、擾動量等，各種信號作用如下：1．給定量（輸入量）：給定元件的輸出信號，實際輸入到系統(tǒng)的輸入量。2．反饋量：檢測反饋元件的輸出信號，與被控量成某種函數(shù)關系，一般是成比例關系。3．偏差信號：它是由給定量和反饋量比較，由比較元件產(chǎn)生。4．控制量：執(zhí)行元件輸出信號，作用于被控對象的信號，通常是具有一定的功率，并且能夠被被控對象所接受的一種物理量。5．被控量（輸出量）：它是系統(tǒng)要求實現(xiàn)自動控制的物理量，是系統(tǒng)的輸出量。6．擾動量：它往往是外部擾動信號，影響被控量的控制精度，使被控量偏離希望值。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析如圖2-6所示為晶閘管整流裝置供電的直流電動機閉環(huán)控制系統(tǒng)。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-6晶閘管整流裝置供電的直流電動機閉環(huán)控制系統(tǒng)測速發(fā)電機TG與電動機M裝在同一機械軸上，并從測速發(fā)電機TG引出轉(zhuǎn)速負反饋電壓

，此電壓正比于電動機的轉(zhuǎn)速

。該轉(zhuǎn)速反饋電壓

與給定電壓

進行比較，其差值

經(jīng)調(diào)節(jié)放大器后輸出控制電壓

，經(jīng)觸發(fā)器GT控制晶閘管變流器的輸出電壓

從而控制電動機轉(zhuǎn)速

，使轉(zhuǎn)速

與轉(zhuǎn)速給定值趨于一致。圖2-6所示直流電動機閉環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如圖2-7所示。2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析

根據(jù)自動控制原理，反饋控制的閉環(huán)系統(tǒng)是按被調(diào)量的偏差進行控制的系統(tǒng)，只要被調(diào)量出現(xiàn)偏差，它就會自動產(chǎn)生糾正偏差的作用。調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落正是由負載引起的轉(zhuǎn)速偏差，顯然，引入轉(zhuǎn)速閉環(huán)將使調(diào)速系統(tǒng)應該能夠大大減少轉(zhuǎn)速降落。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-7閉環(huán)控制系統(tǒng)方框圖2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析

當負載增加時，電動機因負載增加轉(zhuǎn)速下降，則轉(zhuǎn)速反饋電壓減小。由于轉(zhuǎn)速給定電壓不變，偏差增加，通過調(diào)節(jié)放大器，使晶閘管變流器輸出電壓增加，從而使電動機的轉(zhuǎn)速回升。該調(diào)節(jié)過程可以表示為：1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)由此可見，當不變而電動機轉(zhuǎn)速由于某種原因而產(chǎn)生變化時，可通過轉(zhuǎn)速負反饋自動調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速而維持穩(wěn)定，從而提高了控制精度。同相可分析電網(wǎng)電壓下降時，系統(tǒng)的抗干擾性。電網(wǎng)電壓下降時，整流裝置輸出電壓減小，電機轉(zhuǎn)速下降，系統(tǒng)調(diào)節(jié)過程如下：

比較圖1-10開環(huán)控制系統(tǒng)和圖2-6閉環(huán)控制系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，閉環(huán)控制系統(tǒng)與開環(huán)控制系統(tǒng)最大的差別在于閉環(huán)控制系統(tǒng)存在一條從被控量（轉(zhuǎn)速）經(jīng)過檢測反饋元件（測速發(fā)電機）到系統(tǒng)輸入端的通道，這條通道稱為反饋通道。閉環(huán)控制系統(tǒng)有以下三個重要功能：1．檢測被控量。2．將被控量檢測所得的反饋量與給定值進行比較得到偏差。3．根據(jù)偏差對被控制量進行調(diào)節(jié)。

綜上所述，閉環(huán)控制系統(tǒng)建立在負反饋基礎上，按偏差進行控制，當系統(tǒng)由于某種原因使被控制量偏離希望值而出現(xiàn)偏差時，必定會產(chǎn)生一個相應的控制作用來減小或消除這個偏差，使被控制量與希望值趨于一致。假定忽略各種非線性因素，假定系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的輸入輸出關系都是線性的，或者只取其線性工作段，同時忽略控制電源和電位器的內(nèi)阻。可以分析閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)特性，以確定它如何能夠減少轉(zhuǎn)速降落。1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析

轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的穩(wěn)態(tài)時，電壓比較環(huán)節(jié)輸出電壓設反饋系數(shù)為

，則測速反饋環(huán)節(jié)的反饋電壓

將公式（2-3）代入公式（1-11）可得：1.1PN結的形成

設放大器的電壓放大系數(shù)為

，則放大器構成的調(diào)節(jié)器輸出電壓將公式（2-4）代入公式（2-5）可得：（2-2）（2-3）（2-5）（2-4）（2-6）2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

把晶閘管觸發(fā)和整流裝置當作系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)來看待，晶閘管觸發(fā)與整流裝置的輸入-輸出電壓放大倍數(shù)為

，則整個電力電子變流裝置輸出電壓將公式（2-6）代入公式（2-7）可得：

而直流電機開環(huán)機械特性1.1PN結的形成

將公式（2-8）代入公式（2-9）可得：（2-7）（2-8）（2-10）（2-9）2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律素養(yǎng)--《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律實務教程》第七章時事引線：2018年3月29日上午，湖北大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識產(chǎn)權維權援助中心在中南財經(jīng)政法大學揭牌成立。該中心由團省委、省知識產(chǎn)權局和中南財大共同設立。將組建專業(yè)維權志愿服務團隊，對大學生創(chuàng)業(yè)者提供知識產(chǎn)權保護研究、咨詢、法律維權和培訓服務。這也是全國首個針對大學生和知識產(chǎn)權維權設立的組織。其中，4年6次維權的創(chuàng)業(yè)者李恒成為志愿服務代表。李恒在武漢科技大學讀書期間研發(fā)出一種“高空噴淋降塵系統(tǒng)”，申請到國家專利并開始了創(chuàng)業(yè)之路，成立了毳雨環(huán)?？萍脊荆a(chǎn)的防揚塵裝置服務于全國數(shù)百個工地，然而，武漢某環(huán)保公司模仿生產(chǎn)了塔吊噴淋裝置，并對外銷售。李恒以該公司涉嫌侵犯其專利權為由，先后向武漢市科技局（知識產(chǎn)權局）等多家機構投訴，歷盡坎坷。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律素養(yǎng)--《大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)法律實務教程》第七章李恒表示：“成立大學生雙創(chuàng)知識產(chǎn)權維權援助中心太有必要了。大學生知識產(chǎn)權維權意識低，況且，大學生資金有限，即使碰到侵權情況，因維權渠道不明、請律師成本高流程長舉證困難等原因，往往不了了之，對創(chuàng)業(yè)很不利?！币蚨?，大學生在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中需要對常見的法律糾紛有更多的了解，并掌握主要的化解之道。1.1行政爭議是指行政機關行使行政職權行為所引起的爭議，是以實施行政行為的國家行政機關為一方，以作為該行政行為相對人的公民、法人或者其他組織為另一方，針對行政機關實施的具體行政行為是否合法（包括適當）而發(fā)生的爭議。行政爭議實施行政行為的一方行政行為相對人的一方231.1行政爭議行政爭議的構成要件包括根據(jù)中國法律規(guī)定，行政爭議主要通過行政復議和行政訴訟途徑予以解決。隨著我國營商環(huán)境的不斷優(yōu)化，行政爭議在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中出現(xiàn)的頻率趨于減少1爭議的一方必須是實施具體行政行為的行政機關。沒有行政機關作為一方爭議當事人的爭議不是行政爭議爭議的對象必須是行政機關實施的具體行政行為。不是針對具體行政行為的爭議不是行政爭議爭議要解決的問題是確定具體行政行為是否合法。不以合法性（包括適當性）為爭議目的的爭議不是行政爭議2018年8月2018年11月后王某申請筆跡鑒定，鑒定結論顯示公司注冊的登記資料和委托書上的“王某”簽名均非其本人書寫經(jīng)查詢后得知2010年12月2016年浙江王某在購買車票時發(fā)現(xiàn)自己被納入限制高消費名單他人使用王某遺失的身份證在某區(qū)市場監(jiān)督管理局登記設立某設計咨詢有限公司（簡稱咨詢公司），王某被登記為公司法定代表人因咨詢公司欠款未還，王某作為法定代表人被法院列為限制高消費的失信被執(zhí)行人王某向該區(qū)市場監(jiān)督管理局申請撤銷登記，該局未予同意典型案例：王某與某區(qū)市場監(jiān)督管理局撤銷公司登記糾紛監(jiān)督案1.1行政爭議2019年3月，王某向該區(qū)人民法院提起行政訴訟，要求判令該區(qū)市場監(jiān)督管理局撤銷公司登記。因公司設立登記發(fā)生在2010年，法院認為已超過行政訴訟起訴期限，按照法律規(guī)定應當駁回起訴，無法就王某身份證是否被冒用進行實體審理，但王某提交的證據(jù)又表明其身份證被冒用的情況確實存在，如果直接駁回起訴，王某就失去了救濟途徑。審判工作因此陷入困境……典型案例：王某與某區(qū)市場監(jiān)督管理局撤銷公司登記糾紛監(jiān)督案1.1行政爭議為解決審判難題，該區(qū)人民法院邀請該區(qū)人民檢察院參與該案調(diào)處工作。該區(qū)人民檢察院認為，本案存在因超過起訴期限而無法通過法院判決對實體權利進行救濟的情形，且身份信息被冒用的情況屢有發(fā)生，不僅嚴重侵害被冒用人員的合法權益，更嚴重擾亂社會管理秩序，侵害社會公共利益，遂決定開展行政爭議實質(zhì)性化解工作，于2019年11月18日向該區(qū)市場監(jiān)督管理局發(fā)出依法啟動公示和調(diào)查程序的檢察建議，同時將檢察建議抄告該區(qū)人民法院該區(qū)市場監(jiān)督管理局收到檢察建議后，按照規(guī)定啟動了公示調(diào)查程序，在國家企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)上公示擬撤銷王某名下咨詢公司登記的決定。該區(qū)人民法院將相關情況告知王某后，王某認為其訴訟目的已經(jīng)實現(xiàn)，故自愿申請撤回起訴典型案例：王某與某區(qū)市場監(jiān)督管理局撤銷公司登記糾紛監(jiān)督案1.1行政爭議本案中，咨詢公司涉嫌冒用王某丟失的身份證騙取公司登記，侵害了王某的合法權益，嚴重擾亂了正常的公司登記秩序該區(qū)市場監(jiān)督管理局在知情后，對于王某的撤銷登記申請應按規(guī)定啟動公示調(diào)查程序，并依法做出撤銷或不予撤銷登記的決定，但其未依法履職因此，與王某發(fā)生行政爭議，后在該區(qū)人民檢察院的介入下，及時進行補救，正確履行了應盡職責典型案例：王某與某區(qū)市場監(jiān)督管理局撤銷公司登記糾紛監(jiān)督案1.1行政爭議1.2勞動爭議勞動爭議是指勞動關系雙方當事人因?qū)崿F(xiàn)勞動權利和履行義務而發(fā)生的糾紛勞動爭議的主體一方是用人單位，另一方必須是勞動者，例如學校教師和學校之間，或者一個桂林米粉店和米粉店店員工之間勞動爭議主體之間必須存在勞動關系，例如學校聘請老師擔任教學工作勞動爭議是在勞動關系存續(xù)期間發(fā)生的勞動爭議的內(nèi)容必須與勞動的權利義務內(nèi)容相關，這些內(nèi)容主要包括工資、工時、勞動保險、勞動保護、勞動福利、職業(yè)培訓、獎勵懲罰等等1234可以從4個特征來更好地理解這個概念

令

，稱為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)。

稱為電動機的電動勢系數(shù)。則公式（2-11）經(jīng)整理可得轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式：1.1PN結的形成

可將以上各環(huán)節(jié)繪制成閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構框圖，如圖2-8所示。整理后，即得轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程式（2-12）（2-11）2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-8轉(zhuǎn)速負反饋閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖

如果斷開反饋回路，則上述系統(tǒng)的開環(huán)機械特性為：1.1PN結的形成

則：

閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性表示閉環(huán)系統(tǒng)電動機轉(zhuǎn)速與負載電流（或轉(zhuǎn)矩）間的穩(wěn)態(tài)關系，它在形式上與開環(huán)機械特性相似，但本質(zhì)上不同，故定名為“靜特性”，以示區(qū)別。因此根據(jù)直流電機轉(zhuǎn)速公式

，可得閉環(huán)時：（2-14）（2-13）2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)（2-15）（2-16）（2-17）

（1）在同樣的負載擾動下，閉環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降為開環(huán)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速降的

倍，即1.1PN結的形成

比較一下開環(huán)系統(tǒng)的機械特性和閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性可得：（2-19）（2-18）2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)（2-20）

（2）閉環(huán)系統(tǒng)和開環(huán)系統(tǒng)的靜差率

時，閉環(huán)系統(tǒng)的靜差率為開環(huán)系統(tǒng)靜差率的

倍，即

（3）如果電動機的最高轉(zhuǎn)速不變；而對最低速靜差率的要求相同，則閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)速范圍為開環(huán)系統(tǒng)調(diào)速范圍的

倍。即

閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速范圍，為此所需付出的代價是，須增設電壓放大器以及檢測與反饋裝置。圖2-9靜特性曲線1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎

所以閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾動能力（不論這是來自系統(tǒng)的外部擾動，還是系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)變化），有較高的控制精度，在實際應用中得到了廣泛應用。但是，這種系統(tǒng)需要檢測反饋元件、使用元件多、線路較復雜、調(diào)整較復雜。2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

機械特性調(diào)速系統(tǒng)對開環(huán)而言的，靜特性是對閉環(huán)系統(tǒng)而言的。兩者都表示電機轉(zhuǎn)速與負載電流之間的關系，即

。一條機械特性曲線對應于一個不變的電樞電壓；而一條靜特性曲線對應于一個不變的給定電壓。如圖2-9所示，設電機開始工作于A點，當負載電流增大時，開環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)工作的原理是不同的：開環(huán)系統(tǒng)，給定不變，電樞電壓就不變，電流增加，工作點將沿最下面那條機械特性向下移動。而對于閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，給定不變，電流增加時，系統(tǒng)有維持轉(zhuǎn)速不下降的趨勢，通過調(diào)節(jié)，電樞電壓升高，工作點將移至B、C或D。ABCD所在直線就是閉環(huán)系統(tǒng)的在該給定電壓下的一條靜特性曲線。1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎

轉(zhuǎn)速反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)是一種基本的反饋控制系統(tǒng)，它具有以下三個基本特征，也就是反饋控制的基本規(guī)律：2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

（1）被調(diào)量有靜差

從靜特性分析中可以看出，由于采用了比例放大器，閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)K值越大，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能越好。因為閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降為

只有K=∞，才能使閉環(huán)的轉(zhuǎn)速降為0，而這是不可能的。因此，這樣的調(diào)速系統(tǒng)叫作有靜差調(diào)速系統(tǒng)。實際上，這種系統(tǒng)正是依靠被調(diào)量的偏差進行控制的。

（2）服從給定，抑制擾動反饋控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它能有效地抑制一切被負反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動作用，但對給定作用的變化則唯命是從。

（3）系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測精度

如果系統(tǒng)的給定電壓發(fā)生波動，反饋控制系統(tǒng)無法鑒別是對給定電壓的正常調(diào)節(jié)還是不應有的電壓波動。因此，高精度的調(diào)速系統(tǒng)必須有更高精度的給定穩(wěn)壓電源。反饋檢測裝置的誤差不在閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道上，因此檢測精度直接影響系統(tǒng)輸出精度。（2-21）1.1PN結的形成1.1電力拖動系統(tǒng)的動力學基礎2.2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的分析2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

解：當靜差率

為=15%時，系統(tǒng)對應的閉環(huán)轉(zhuǎn)速降為：

【例2-1】某V-M轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)，電動機

=1000r/min，系統(tǒng)的開環(huán)轉(zhuǎn)速降為=100r/min，調(diào)速范圍

=10，若要求系統(tǒng)的靜差率由15%降到5%，則開環(huán)放大倍數(shù)

應該怎樣變化？

由，

得：

當靜差率

為=5%時，系統(tǒng)對應的閉環(huán)轉(zhuǎn)速降為：

由，

得：

即開環(huán)放大倍數(shù)

應由4.7增大到17.9。2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

一、調(diào)節(jié)器及其特性

調(diào)節(jié)器是由運算放大器構成的電路單元。調(diào)速系統(tǒng)中常見的調(diào)節(jié)器有：比例調(diào)節(jié)器、積分調(diào)節(jié)器、比例-積分調(diào)節(jié)器三種。

1．比例調(diào)節(jié)器(簡稱P調(diào)節(jié)器)比例調(diào)節(jié)器簡稱P調(diào)節(jié)器，亦可稱為比例放大器。比例調(diào)節(jié)器電路圖如圖2-10所示，一般采用反相輸入。

所謂無靜差調(diào)速系統(tǒng)是指調(diào)速系統(tǒng)達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，轉(zhuǎn)速反饋與轉(zhuǎn)速給定的值相等，調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓等于零，這種調(diào)速系統(tǒng)稱為無靜差調(diào)速系統(tǒng)。有靜差調(diào)速與無靜差調(diào)速的區(qū)別在于調(diào)節(jié)器的選擇不同，從而引起系統(tǒng)的特性不同。圖2-10比例調(diào)節(jié)器1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)比例調(diào)節(jié)器輸入-輸出特性為：式（2-22）

中為比例調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。比例調(diào)節(jié)器的特點為：輸出隨時跟隨輸入，控制調(diào)節(jié)速度快。調(diào)節(jié)器的輸入偏差一般不為零，只能實現(xiàn)有靜差控制。（2-22）2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-11積分調(diào)節(jié)器1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

2．積分調(diào)節(jié)器（I調(diào)節(jié)器）

積分調(diào)節(jié)器的電路如圖2-11所示。積分調(diào)節(jié)器就是將比例調(diào)節(jié)器中的反饋電阻換成電容。積分調(diào)節(jié)器輸入-輸出特性為：（2-23）2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

積分調(diào)節(jié)器具有幾個顯著特點：（1）輸出電壓不能突變，輸入電壓的突變并不能引起輸出電壓的突變。輸出電壓和輸入電壓對時間的積分成正比，只要輸入電壓存在，哪怕是很小值，輸出電壓就一直積分直至達到飽和值（或限幅值）。（2）輸出電壓增加的快慢，即上升斜率大小和輸入電壓的大小、積分時間常數(shù)的大小有關。當輸入電壓相同時，積分時間常數(shù)大，輸出電壓增加慢，上升斜率小。（3）積分調(diào)節(jié)器具有記憶保持作用。當輸入電壓為零時，輸出電壓始終保持在輸入電壓為零前的那個瞬間的輸出值上。2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)圖2-12比例積分調(diào)節(jié)器1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

3．比例積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）比例積分調(diào)節(jié)器的電路如圖2-12所示。PI調(diào)節(jié)器的輸入-輸出特性是P調(diào)節(jié)器和I調(diào)節(jié)器的特性疊加：積分作用之前先經(jīng)比例放大，輸出比I調(diào)節(jié)器響應快；輸出穩(wěn)定時，調(diào)節(jié)器的輸入端偏差為零，可實現(xiàn)無靜差控制。比例積分調(diào)節(jié)器輸入-輸出特性為：（2-24）2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

比例積分調(diào)節(jié)器的特點為：同時具有P調(diào)節(jié)器和I調(diào)節(jié)器的優(yōu)點，即既能實現(xiàn)無靜差控制，控制響應速度也較快。采用PI調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，因此PI調(diào)節(jié)器應用廣泛。

要說明的是，純積分調(diào)節(jié)器只是一種理論的模型，實際實現(xiàn)較難，一般不單獨應用。轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器時可實現(xiàn)有靜差調(diào)速；若要實現(xiàn)無靜差調(diào)速，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器應采用PI調(diào)節(jié)器。2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

二、無靜差調(diào)速系統(tǒng)

實現(xiàn)無靜差調(diào)速的條件必須同時滿足采用轉(zhuǎn)速負反饋和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器（純積分調(diào)節(jié)器只是一種理論的模型，實際實現(xiàn)較難，一般不單獨應用）兩個條件。無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)如圖2-13所示。圖2-13無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

當負載轉(zhuǎn)矩

突增到

時，負載轉(zhuǎn)矩大于電動機轉(zhuǎn)矩造成電動機轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)速反饋電壓隨之下降，使調(diào)節(jié)器輸入偏差

，于是引起PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)過程。

由圖可見，在調(diào)節(jié)過程的初設系統(tǒng)運行時，電動機轉(zhuǎn)速為

，偏差電壓

當負載增大時，自動調(diào)節(jié)過程如下：2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

只要

，調(diào)節(jié)過程便將一直持續(xù)下去。當

時，

和

不再升高，

=0時達到新的穩(wěn)定，但這時的

和

已經(jīng)上升，不是原來的數(shù)值，但轉(zhuǎn)速已回復到原值。應當指出，所謂“無靜差”只是理論上的，因為積分或比例積分調(diào)節(jié)器在靜態(tài)時電容兩端電壓不變，相當于開路，運算放大器的放大系數(shù)理論上為無窮大，所以才使系統(tǒng)靜差

。實際上，這時放大系數(shù)是運算放大器本身的開環(huán)放大系數(shù)，其數(shù)值雖然很大，但還是有限，因此系統(tǒng)仍存在著很小的靜差，只是在一般精度要求下可以忽略不計而已。同時無靜差調(diào)速系統(tǒng)只是在穩(wěn)態(tài)上的無靜差，在動態(tài)時還是有差的。

單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖如圖2-14所示。

無靜差調(diào)速系達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，系統(tǒng)的一個顯著特點就是調(diào)節(jié)器的輸入偏差為零，即也就是說這就是無靜差調(diào)速系統(tǒng)的靜特性方程。圖2-13無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)（2-25）（2-26）2.2.3無靜差轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.1PN結的形成2.2轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)

【例2-2】轉(zhuǎn)速單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖，如圖2-14所示。電動機參數(shù)

=220V，

=55A，

=1

，

=1500r/min。整流裝置的放大倍數(shù)

=40，轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

=0.01V·min/r，給定電壓

=12V時，負載電流

=50A。試計算電動機的轉(zhuǎn)速、整流輸出電壓

及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓

分別是多少？解：系統(tǒng)采用PI調(diào)節(jié)器，穩(wěn)態(tài)時

=0，可得：

由，

得：

由，

得：2.3.1電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管

由子轉(zhuǎn)速負反饋需要有測速發(fā)電機進行轉(zhuǎn)速負反饋，測速發(fā)電機要求精度很高，和電動機必須同軸相聯(lián)，安裝技術較高。在轉(zhuǎn)速要求不太嚴格的系統(tǒng)中，電機機械特性關系式

，可以采用調(diào)節(jié)電動機電樞電壓來補償電動機的轉(zhuǎn)速，因此將電樞電壓作為被調(diào)節(jié)量，而電動機轉(zhuǎn)速作為間接調(diào)節(jié)量，同樣可以自動調(diào)速，只是精度要差些。

如圖2-15所示為具有電壓負反饋的自動調(diào)速系統(tǒng)原理圖。圖中使用了比例調(diào)節(jié)器，在電樞回路中接入分壓電阻

、

，該電阻必須接在平波電抗器后面，以該電阻為分界，在該電阻前是平波電抗器和電源，在該電阻后是電樞。

圖2-15有靜差電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)2.3.1電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管

由分壓電阻得

=

，從電路圖所標極性可知，引入比例調(diào)節(jié)器輸入端的是

負值，所以是電壓負反饋。把，

作為比例調(diào)節(jié)器的輸入信號，輸出信號為

。

的值決定脈沖觸發(fā)器產(chǎn)生的控制角

的大小，以控制晶閘管的整流輸出電壓

，從而控制電動機轉(zhuǎn)速。

2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

當負載變化時，例如負載增加，則電動機轉(zhuǎn)速下降，而電樞回路的電流將增加，在電樞回路中電源內(nèi)阻和濾波電抗器內(nèi)阻上的電壓降將增加，使電樞電壓下降。反饋電壓

下降，

增加，使

上升，促使控制角前移，晶閘管輸出電壓上升，可導致電動機轉(zhuǎn)速的回升。

電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如圖2-16所示。由調(diào)節(jié)的對象是電動機電樞電壓，電動機轉(zhuǎn)速是間接調(diào)節(jié)量，所以，效果不如轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)好。電壓負反饋電阻接在電樞前面，這種反饋只能使主回路中的電壓變化得到補償，電動機電樞電阻上的電壓變化沒有得到補償。因為前者在反饋圈內(nèi)，而后者在反饋圈外。同樣，對于電動機勵磁電流變化所造成的擾動，電壓反饋也無法克服。因此，電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)速降比同等放大系數(shù)的轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)更大一些，穩(wěn)態(tài)性能要差一些。在實際系統(tǒng)中，為了盡可能減小靜態(tài)速降，電壓反饋的兩根引出線應該盡量靠近電動機電樞兩端。2.3.1電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管

雖然調(diào)節(jié)性能不如轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)，但由于省略了測速發(fā)電機，使系統(tǒng)的結構簡單，維護方便，所以仍然得到了廣泛的使用。一般在調(diào)速范圍

小于10，靜差率s在15%~30%時，可以使用這種系統(tǒng)。

必須指出：在圖2-15所示的系統(tǒng)中，反饋電壓直接取自接在電動機電樞兩端的電位器上，這種方式雖然簡單，卻把主電路的高電壓和控制電路的低電壓串在一起了，從安全角度上看是不合適的。對于小容量調(diào)速系統(tǒng)還可以將就，對于電壓較高、電機容量較大的系統(tǒng)，通常應在反饋回路中加入電壓隔離變換器，使主電路和控制電路之間沒有直接電的聯(lián)系。

圖2-16電壓負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管

在控制系統(tǒng)中，當某個物理量發(fā)生變化時，可以產(chǎn)生某種效果，影響輸出量，就可以利用該變化的物理量進行對輸出量的補償。在自動控制的調(diào)速系統(tǒng)中，由于負載轉(zhuǎn)矩(反映電樞回路中是電樞電流)的變化，產(chǎn)生了電動機的轉(zhuǎn)速降落

?？梢允闺姌须娏?/p>

的變化對電動機的轉(zhuǎn)速進行補償。如圖2-17是具有電壓負反饋及電流正反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)原理圖。為了提高電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性的硬度，減小靜態(tài)誤差，在統(tǒng)中加入電流補償環(huán)節(jié)（電流正反饋環(huán)節(jié)）。2.3.2帶電流補償?shù)碾妷贺摲答佒绷髡{(diào)速系統(tǒng)2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

設電動機在某轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)，若負載轉(zhuǎn)矩增大，除電壓負反饋起作用外，電流正反饋也將起作用。由于在電樞回路中串接了一個電流反饋用的電阻

，電阻

上的電壓降為

，作為正反饋信號接到比例調(diào)節(jié)器的輸入端，從電壓極性可以得到，

，其中

即電流正反饋信號。圖2-17電壓負反饋帶電流正反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管2.3.2帶電流補償?shù)碾妷贺摲答佒绷髡{(diào)速系統(tǒng)2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

電壓負反饋帶電流正反饋補償調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖如圖2-18所示。假設由于負載增加，引起

的增加，使偏差

電壓增大，

增加，使

上升，促使控制角前移，晶閘管輸出電壓上升，電動機的轉(zhuǎn)速得到補償。注意：電流正反饋環(huán)節(jié)是一種補償環(huán)節(jié)，而不是反饋環(huán)節(jié)，但習慣上稱它為電流正反饋環(huán)節(jié)。圖2-18電壓負反饋帶電流正反饋補償調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結構圖1.2二極管2.3.2帶電流補償?shù)碾妷贺摲答佒绷髡{(diào)速系統(tǒng)2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

根據(jù)以上分析過的幾種調(diào)速系統(tǒng)，可知電壓負反饋時對轉(zhuǎn)速有自動調(diào)速的功能，但不夠理想，具有電壓負反饋及電流正反饋系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)更進了一步，具有轉(zhuǎn)速負反饋系統(tǒng)效果最好。

從理論上講，只要參數(shù)選配的適當，可以用電流正反饋的方式完全補償回路電壓降所引起的轉(zhuǎn)速降落，使靜特性是一條水平線，從而使電動機的轉(zhuǎn)速與負載大小無關。但實際上做不到，主要原因是系統(tǒng)中的各元件參數(shù)在系統(tǒng)工作時，不是絕對穩(wěn)定的。例如，電流正反饋電阻

將隨著電流的增加及長期工作，而溫度升高，電阻值隨溫度升高而變大。如選擇電路參數(shù)使得系統(tǒng)的靜特性成水平直線，那么在電阻值隨溫度升高而變大后，電流正反饋的值

將比原先預計的大，而產(chǎn)生過補償，系統(tǒng)靜特性將上翹，引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，寧可使電流正反饋作用弱些。1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

眾所周知，直流電動機全電壓起動時，如果沒有采取專門的限流措施，會產(chǎn)生很大的沖擊電流，這不僅對電動機換向不利，對于過載能力低的晶閘管等電力電子器件來說，更是不允許的。采用轉(zhuǎn)速負反饋的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)（不管是比例控制的有靜差調(diào)速系統(tǒng)，還是比例積分控制的無靜差調(diào)速系統(tǒng)），當突然加給定電壓

時，由于系統(tǒng)存在的慣性，電動機不會立即轉(zhuǎn)起來，轉(zhuǎn)速反饋電壓

仍為零。因此加在調(diào)節(jié)器輸入端的偏差電壓，

，差不多是穩(wěn)態(tài)工作值的（1+K）倍。這時由于放大器和觸發(fā)驅(qū)動裝置的慣性都很小，使功率變換裝置的輸出電壓迅速達到最大值

，對電動機來說相當于全電壓起動，通常是不允許的。對于要求快速啟制動的生產(chǎn)機械，給定信號多半采用突加方式。另外，有些生產(chǎn)機械的電動機可能會遇到堵轉(zhuǎn)的情況，例如挖土機、軋鋼機等，閉環(huán)系統(tǒng)特性很硬，若無限流措施，電流會大大超過允許值。如果依靠過電流繼電器或快速熔斷器進行限流保護，一過載就跳閘或燒斷熔斷器，將無法保證系統(tǒng)的正常工作。1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

為了解決反饋控制單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動和堵轉(zhuǎn)時電流過大的問題，系統(tǒng)中必須設有自動限制電樞電流的環(huán)節(jié)。根據(jù)反饋控制的基本概念，要維持某個物理量基本不變，只要引入該物理的負反饋就可以了。所以，引入電流負反饋能夠保持電流不變，使它不超過允許值。但是，電流負反饋的引入會使系統(tǒng)的靜特性變得很軟，不能滿足一般調(diào)速系統(tǒng)的要求，電流負反饋的限流作用只應在起動和堵轉(zhuǎn)時存在，在正常運行時必須去掉，使電流能自由地隨著負載增減。這種當電流大到一定程度時才起作用的電流負反饋叫作電流截止負反饋。1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

為了實現(xiàn)截止負反饋，必須在系統(tǒng)中引入電流負反饋截止環(huán)節(jié)。電流負反饋截止環(huán)節(jié)的具體線路有不同形式，但是無論哪種形式，其基本思想都是將電流反饋信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，然后去和一個比較電壓

進行比較。電流負反饋信號的獲得可以采用在交流側(cè)的交流電流檢測裝置，也可以采用直流側(cè)的直流電流檢測裝置。最簡單的是在電動機電樞回路串入一個小阻值的電阻

，

是正比于電流的電壓信號，用它去和比較電壓

進行比較。當

>

，電流負反饋信號

起作用，當

≤

，電流負反饋信號被截止。比較電壓

可以利用獨立的電源，在反饋電壓

和比較電壓之間

串接一個二極管組成電流負反饋截止環(huán)節(jié)，如圖2-19所示。圖2-19利用獨立直流電源作比較電壓1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

也可以利用穩(wěn)壓管的擊穿電壓

作為比較電壓，組成電流負反饋截止環(huán)節(jié)，如圖2-20所示，此類線路更為簡單。在實際系統(tǒng)中，也可以采用電流互感器來檢測主回路的電流，從而將主回路與控制回路實行電氣隔離，以保證人身和設備安全。圖2-20利用穩(wěn)壓管產(chǎn)生比較電壓1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)如圖2-21所示。圖中穩(wěn)壓管VTS構成一個比較環(huán)節(jié)，它的擊穿電壓提供了一個比較電壓。當電樞電流

小于允許值時，使反饋電壓

小于VTS的擊穿電壓，穩(wěn)壓管VTS未導通，

對控制不起作用；當電流

大于允許值急驟下降，轉(zhuǎn)速

隨之也急速下降，從而限制了電流增長，起到保護晶閘管和電機的作用。圖2-21帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖如圖2-22所示。設截止電流為

。則當

≤

時，電流負反饋被截止，靜特性和只有轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)速系統(tǒng)的靜特性式相同，即：圖2-22帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速負反饋直流調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)結構圖（2-27）（2-28）

當時，引入了電流負反饋，靜特性變成1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

畫成靜特性，如圖2-23所示。比較兩段特性，可以看出：圖2-23帶電流截止負反饋轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性（2-29）（2-30）

＞＞,這是由于比較電壓

與給定電壓

的作用一致，因而提高了虛擬的理想空載轉(zhuǎn)速

。

實現(xiàn)上圖2-23中用虛線表示的

－A段由于電流負反饋被截止而不存在。

＞＞

這說明電流負反饋的作用相當于在主電路中串入一個大電阻

，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂，表現(xiàn)出限流特性。1.2二極管2.3.3電流截止負反饋在調(diào)速系統(tǒng)中的應用2.3其他形式的單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)

這種兩段式的靜特性常被稱為下垂特性或挖土機特性。A點稱為截止電流點，對應的電流是截止電流

，B點稱為堵轉(zhuǎn)點，對應的電流稱為堵轉(zhuǎn)電流

。（2-31）（2-32）

截止電流應大于電機的額定電流，一般取

堵轉(zhuǎn)電流應小于電機允許的最大電流，一般取

上述關系作為設計電流截止負反饋環(huán)節(jié)參數(shù)的依據(jù)。

必須指出：電流截止負反饋環(huán)節(jié)只是解決了系統(tǒng)的限流問題，使調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)嶋H運行，但它的動態(tài)特性并不理想，所以只適用于對動態(tài)特性要求不太高的小容量系統(tǒng)?！?1.1~1.2)=(1.5~2)1.2二極管2.4小型直流電機調(diào)速系統(tǒng)案例分析2.4小型直流電機調(diào)速系統(tǒng)案例分析

圖2-24所示為電壓負反饋直流電動機無級調(diào)速系統(tǒng)