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提升1.1.7调速系统的调速性能

【摘要】:图1.10 调压调速静特性调速范围与静差率的关系 生产机械一般不仅要求转速能在一定范围内调节,并且要求负载等变化对转速的影响小,以保证生产过程的稳定性,提高产品质量。也就是说,要求在一定调速范围内,尽管负载变化,但静差率都小于规定指标。调速系统主要的抗扰性能指标有动态降落ΔCmax和恢复时间tv等,如图1.11b所示。

生产机械电动机的转速控制有一定要求,这些要求用调速指标来衡量,一般调速指标分为稳态指标和动态指标两类。

1.稳态指标

(1)调速范围D 生产机械要求电动机提供的最高转速nmax与最低转速nmin之比称为调速范围,一般电动机的最高转速就是额定转速nmax=nN

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(2)静差率s 当系统在某一转速下运行时,负载由理想空载增加到额定值时所引起的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比称为静差率,静差率常以百分数表示,即

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静差率反映了在一定的理想空载转速n0下,实际转速随负载变化的程度,为了便于比较,通常以额定负载时为准。

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图1.10 调压调速静特性

(3)调速范围与静差率的关系 生产机械一般不仅要求转速能在一定范围内调节,并且要求负载等变化对转速的影响小,以保证生产过程的稳定性,提高产品质量。也就是说,要求在一定调速范围内,尽管负载变化,但静差率都小于规定指标。从式(1.13)可见,在转速降不变时,静差率s随理想空载转速n0变化,n0越小,静差率越大,因此在一定调速范围内,静差率应以最低转速时的理想空载转速n0min为准(见图1.10)。这样,在最低转速时能满足的静差率,在其他转速时都能满足,即

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由上式得最低转速

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nmin代入式(1.12),调速系统调速范围D与静差率s的关系为

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从式(1.18)可以看到,一个调速系统,如果对静差率的要求较高(s较小),则系统的调速范围就不能太大,如果要求调速范围宽,则允许的静差率不能太小,如果既要有宽的调速范围又要求静差率小,则转速开环的调压调速系统就很难做到,需要转速闭环控制

2.动态指标

当一个系统的输入发生变化时,系统的输出也将随之变化,这个变化过程谓之动态。动态指标用于反映系统输出对输入的动态响应的能力,一般有跟随性能指标和抗扰性能指标两类。

(1)跟随性能指标 跟随性能指标用于反映系统输出对输入给定信号变化的响应能力。在恒值控制系统中,一般以初始值为零的阶跃信号为输入时,系统输出量Ct)的上升时间tr、超调量ΔCmaxσ%)、调节时间ts等参数来反映系统的跟随性能,如图1.11a所示。

(2)抗扰性能指标 一般将除给定信号外的能引起系统输出变化的因素都称为扰动,对调速系统能引起输出转速变化的扰动主要有负载变化、电网电压波动等。扰动引起系统输出变化,抗扰性能是指系统受到扰动后能否恢复到扰动发生前状态的能力,这是衡量系统性能的一项重要指标。调速系统主要的抗扰性能指标有动态降落ΔCmax和恢复时间tv等,如图1.11b所示。

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图1.11 动态指标