交流电动机开环调速与闭环调速

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以绕线式异步电动机串电阻调速为例,一种具体的控制线路(主电路)如图1。

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图1 绕线式异步电动机串电阻调速主电路

图2 绕线式异步电动机串电阻调速机械特性

同时改变3个电位器RP的动臂可改变转子电阻交流电动机开环调速与闭环调速,而获得不同的转速。此种工作方式的机械特性很软。当负载增大时,电动机转速会迅速下降。其在不同转子电阻阻值交流电动机开环调速与闭环调速的机械特性曲线如图2。

这种只靠输入量对输出量进行控制的工作方式就是开环控制。开环控制在某些特定的工作状态下是可以良好工作的。比如串电阻调速方式如能保证负载变化不大,完全可以正常使用。在某些机械设备上,比如线材生产线的卷取部分,利用其较软的机械特性会具有良好的保护特性。

要想获得优良的动静态工作特性和较硬的机械特性,必须采用闭环控制。如在上述开环系统电动机轴上增加一直流测速发电机,它发出的直流电压与电动机转速成正比,再增加一个控制器及相应电路,即可组成如图3的速度闭环控制系统。

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图3 绕线式异步电动机串电阻速度闭环控制系统

输入量交流电动机开环调速与闭环调速为设定转速,交流电动机开环调速与闭环调速为测量出的实际电动机转速,二者偏差交流电动机开环调速与闭环调速作为控制量。当系统稳定时,反馈的转速交流电动机开环调速与闭环调速基本与给定转速相等,偏差交流电动机开环调速与闭环调速很小或为0。当电动机负载增大造成转速降低时,交流电动机开环调速与闭环调速使交流电动机开环调速与闭环调速,控制器调整电位器阻值减小,使转速上升,直到交流电动机开环调速与闭环调速交流电动机开环调速与闭环调速基本相等,构成新的平衡状态。这种闭环调速系统,可以使系统的机械特性变硬,获得良好的调速性能。

一般来讲,具有无级调速功能的系统,都可用测速元件构成闭环系统。但偏差交流电动机开环调速与闭环调速与控制器输出间一般要加入调节器,才能获得比较理想的动静态性能。常用的调节器有PID调节器等。对于高级的调节器设计,需要扎实的自动控制理论知识及工业自动化专业的知识才能完成。

由于交流电动机具有各种优点,其调速系统在国防、钢铁、造纸、卷烟、高层建筑供水、建材和机械行业的军事装备、机床/金属加工机械、输送与搬运机械、风机与泵类设备、食品加工机械、水泵设备、包装机械、化工机械、冶金机械设备中得到广泛应用。可以说,交流调速应用是不胜枚举的,它渗透到国民经济的各个领域。

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