直流电动机转速负反馈调速系统工作原理分析

电动机M的转速是通过测速发电机TG的电压反映出来的。我们知道测速发电机的电枢电动势为：

其中：——电机电动势常数，仅与电机结构有关；

——动子（电枢）转速/r/min；

——每磁极的气隙磁通/Wb；

由于近似认为不变，测速发电机与电动机同轴连接，是同一个转速。所以测速发电机的电枢电动势反映了电动机的转速。又由于测速发电机即使工作于最高转速时，其电枢电流也不过是数十毫安级，此电流在电枢电阻上引起的压降很小，于是测速发电机电动势与其电枢端电压相差无几。在这个意义上我们认为，测速发电机电枢两端的电压反映了电动机的转速。

上述电枢电压被分压后，得到反馈到系统的输入端与给定电压相比较，其差值作为运放的输入电压。在稳态工作时，假设电动机工作在额定转速，当负载增加时，为增大输出的电磁力矩以平衡增大的负载。电动机M的电流增大，电动机转速下降，测速发电机电枢电压减小，按分压关系成比例减小，由于速度给定电压没有改变，所以增大，它使晶闸管整流电压增加，电动机转速回升到接近原来的额定转速值。其过程可示意为：

同理当负载下降时，转速上升，其调整过程可示意为：

可见，当转速下降，调整的结果使回升到接近原来的值；当转速上升时，调整的结果使下降到接近原来的值。这就形成了速度负反馈闭环系统，被控量也参加了控制作用，控制形成闭环。