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2、采用PI调节器的无静差调速系统
在图四中,由于有比例积分调节器的存在,只要偏差不等于零,系统就会起调节作用,当时,,则调节作用停止,调节器的输出电压由于积分作用,保持在某一数值,以维持电动机杂给定转速下运转,系统可以消除静态误差,故该系统是一个无静差调速系统。
系统的调节作用是:当电动机负载增加时,如图六(a)中的瞬间,负载
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图六 负载变化时PI调节器对系统的调节作用
突然由增加到,则电动机的转速将由开始下降而产生转速偏差[见图(b)],它通过测速机反馈到PI调节器的输入端产生偏差电压,于是开始了消除偏差的调节过程。首先,比例部分调节作用显著,其输出电压等于,使控制角α减小,可控整流电压增加[图(c)之曲线①],由于比例输出没有惯性,故这个电压使电动机转速迅速回升。偏差Δn越大,也越大,它的调节作用也就越强,电动机转速回升也就越快。而当转速回升到原给定值时,Δn=0,ΔU=0,故也等于零。
积分部分的调节作用是:积分输出部分的电压等于偏差电压ΔU的积分,它使可控整流电压增加的,或,即的增长率于偏差电压ΔU(或偏差Δn)成正比。开始时Δn很小,增加的很慢,当Δn最大时,增加的最快,在调节过程中的后期Δn逐渐减少了,的增加也逐渐减慢了,一直到电动机转速回升到,Δn=0时,就不再增加了,且在以后就一直保持这个数值不变[图(c)之曲线②]。
把比例作用与积分作用合起来考虑,其调节的综合效果见图(c)之曲线③,可知,不管负载如何变化,系统一定会自动调节,在调节过程的开始和中间阶段,比例调节起主要作用,它首先阻止Δn的继续增大,而后使转速迅速回升,在调节过程的末期,Δn很小了,比例调节的作用不明显了,而积分调节作用就上升到主要地位,依靠它来最后消除转速偏差Δn,使转速回升到原值。这就是无静差调速系统的调节过程。 您可以访问中国科教评价网(www.NsEac.com)查看更多相关的文章。
可控整流电压等于原静态时的数值加上调节过程进行后的增量,如图(d)所示。可见,在调节过程结束时,可控整流电压稳定在一个大于的新的数值上。增加的那一部分电压(即)正好补偿由于负载增加引起的那部分主回路压降。
无静差调速系统在调节过程结束以后,转速偏差Δn=0(PI调节器的输入电压ΔU也等于零),这只是在静态(稳定工作状态)上无差,而动态(如当负载变化时,系统从一个稳态变到另一个稳态的过渡过程)上却是有差的。在动态过程中最大的转速降落叫做动态速降(如果是突卸负载,则有动态速升),它是一个重要的动态指标。
这个调速系统在理论上讲是无静差调速系统,但是由于调节放大器不是理想的,且放大倍数也不是无限大,测速机也还存在误差,因此实际上这样的系统仍然是有一点静差的。
这个系统中的PI调节器是用来调节电动机转速的,因此,常把它称为速度调节器(ASR)。
3、单相桥式可控整流电路
在单相桥式整流电路中,把其中两只二极管换成晶闸管就组成了半控桥式整流电路,如图七所示。这种电路在中小容量场合应用很广,它的工作原理如下:当电源1端为正的某一时刻,触发晶闸管,电流途经如图中实线箭头所示。这时及均承受反向电压而截止;同样在电源2端为正的下半周期,触发晶闸管,电流途经如图中虚线箭头所示,这时及处于反压截止状态。
图七 带电阻性负载的单相半控桥式整流电路
四、接口设计
1、什么是接口
一个机电一体化产品由机械分系统和微电子分系统(微控制机)两大部分组成,二者又分别由若干要素构成。要将各要素、各子系统有机地结合起来,构成一个完整的系统,就必须能顺利地在各要素、各子系统之间进行物质、能量和信息的传递与交换。为此,各要素和子系统的相接处必须具备一定的联系条件,这个联系条件通常被称为接口。