电压大，电容充电快，达到峰点电
压时间短，控制角小，整流电压大
②假设电动机额定运行时，额定转速为n ，测速发电机有相应的电压U ，经
N
BR
过分压器分压后，得到反馈电压U ，给定量U 与反馈量U
f
g
f
差值U加进放大器
输入端，输出电压U 加入触发器的输入电路，可控整流装置输出整流电压U
k
d
供给电动机，产生额定转速nN。负载增加时，Ia加大，U=Ken+IaRa,由于IaR
:放大器输入端到可控整流电路输出端电压放大倍数。K=
Ce
KpK：闭环系统放大倍数
电压大，电容充电快，达到峰点电 压时间短，控制角小，整流电压大 用机械特性对有静差转速负反馈调速系统进行分析:
普通设备 普通车床
S≤50%
S≤30%
S≤5%
S≤2% 0.2%~0.5% S≤0.1%
在一个调速系统中，如果在最低转速运行时能满足静差度的要 求，则在其他转速时必能满足要求。
静差度S： 理想空载转速n0与额定负 载转速nN之差与理想空载转速之比。
D
2. 调速范围D
静差度为一定数值时， 生产机械所要求的转速调节的 最大范围，用D表示： 右图为改变电枢电压时的调速范 围。
Mp
nmax n2 n2
100%
➢超调量太大，达不到生产工艺上的要求； ➢超调量太小，会使过渡过程过于缓慢，不利于生产率的提高等
范围： Mp10%~35%
超调量
2. 过渡过程时间T
从输入控制（或扰动）作用于系统 开始直到被调量 n 进入（0.05 ～0.02）n2 稳定值区间时为止（并且以后不再越出 这个范围）的一段时间。
要求静差度S小,调速范围D小；要求调速范围D大,静差度S大；
超调量
二、动态技术指标（被调量转速n从n1改变到n2的过渡过程） 动态过程：从一种稳定速度变化到另一种稳定速度运转（启动、
制动过程仅是特例而已），由于有电磁惯性和机械惯性，过程不能
瞬时完成，而需要一段时间，即要经过一段过渡过程。
1. 超调量
第9章 直流调速系统 9.1调速系统的主要技术指标
一、静态技术指标
1. 静差度S： 理想空载转速n0与额定负载
2. 转速nN之差与理想空载转速之比。 S n0 nN nN
n0
n0
静差度表示出生产机械运行时转速稳定的程度。
当负载变化时，生产机械转速的变化要能维持在一定范围之内，即要求静差
度S小于一定数值。
KsUk
KsK（ p Ug-n）,Ks等效放大倍数
⑤电枢回路：U d
KenIaR
CenI（ a Rx+R）
R :电枢回路的总电阻；Rx：可控整流电源的等效内阻；Ra：电动机电枢电阻
由④⑤求得有静差转速负反馈调速系统的机械特性方程：n= K0Ug Ce(1K)
R Ce(1K)
Ia
nof
nf
K0
KpKs
D nmax n m in
车床 20～120
龙门刨床 20～40
钻床 2～12
铣床 20～30
轧钢机 3～15
造纸机 10～20
进给机械 5～30000
3. 调速的平滑性
调速的平滑性：用两个相邻调速级的
转速差Δu来衡量的。在一定的调速范围
内，得到的稳定运行转速级数越多，
Δu
调速的平滑性就越高。
不能同时满足静差度S小，调速范围D大：
关，只取决于给
定量。有静差就
是被调量在稳态
9.2 晶闸管－电动机直流调速系统 一、单闭环直流调速系统
时与给定量存在 一定的差量
１、有静差转速负反馈调速系统
由被调量转速n的负反馈组成的比例控制系统，反馈电压
Uf的大小与转速n成比例，反馈电压Uf与给定电压Ug的极 性相反，ΔU= Ug- Uf；包括反馈电路、给定电路、放大器、
2、有静差转速负反馈调速系统的工作原理 ①假设反馈电压Uf不变，当增加给定电压Ug 时，U=Ug-Uf将增 加，放大器的输出电压Uk增加，Uk加在触发器上，电容充电快，
将减小控制角，整流电路的输出电压增加,电动机电枢电压Ud增 加，U=Ken+IaRa,转速n增加。当减小给定电压Ug时，转速n就下降。
过渡过程时间
3. 振荡次数 N
在过渡过程时间内，被调量n在其稳定 值上下摆动的次数。
如图所示是三种不同调速系统被调量从x1改变为x2时的变化情况。
系 超调
统
量
1
0
过渡过程 时间T
长
振荡次 数
无
性能 不好
2
大
长
多 不好
3
小
短
中
好
无静差是系统的
被调量在稳态时
等于系统的给定
量，偏差为零，
电动机的转速在
稳态时与负载无
电压大，电容充电快，达到峰点电 3、用机械特性对有静差转速负反馈调速系统进行分析 压时间短，控制角小，整流电压大
①偏差信号U=Ug-Uf ,Ug：给定电压，Uf：反馈电压。②反馈电压Uf n,：反馈系数
③放大器回路：U k
KpU=K（ p Ug-Uf）=K（ p Ug-n）,Kp
:放大倍数
④整流电路：U d
改变电动机外加电枢电压调速时，低
速时的静差度S大于高速时的静差度S。 要求静差度S低，取低速时的静差度S
静态速降ΔnN=Δne
为调速时的静差度，
Dnmax nmax
nmax
nmaxS nmaxS
nmin
n02ne
n021nn02e
ne(1S)
nN(1S)
最高速度nmax和静态速降nN由电动机的额定转速和结构决定，
UBR BR
直流电动机：系 统的控制对象。
给定电位器： 调节Rg的位置可 以改变给定电压 Ug的大小 。
电位器：将测速发电机 的转速转换成电压信号Uf 与给定电压Ug进行比较。 Uf与转速成比例
测速发电机：与直流电动机 M同轴相连，即两者的速度相 同，测速发电机用来测量电动 机的速度，称检测元件；
电压大，电容充电快，达到峰点电 压时间短，控制角小，整流电压大
的作用，电动机转速n下降（n<n ），测速发电机的电压U 下降，反馈电压
N
BR
U f
下降到U/ f
.给定电压Ug并没有改变，偏差信号增加到U/
=U g
U/ f
，放大器输
出电压上升到Uk/，它使晶闸管整流器的控制角减小，整流电压上升到U/d，电
动机转速又回升到近似等于n ;负载减小时，过程与前面相反。 N
整流电路以及直流电动机组成。
放大器：将外加电 压Ug和反馈信号转换后 的电压Uf之差进行放大。
触发电路：将放大器放大后 整流电路：交流电 的电压信号Uk变为脉冲信号去 压变为直流电压， 控制整流电路的输出电压大小。输出电压大小由触
发电路输出脉冲信 号决定，整流电路 的输出电压为直流 电动机电枢的外加 电压；