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机
第4章 机电传动控制系统的基础
电 传
二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
二. 转速控制的调速指标
1、调速范围 生产机械要求电动机提供的
最高转速nmax和最低转速nmin之比叫做调速范围。
用字母 D 表示，即：
D
nmax nmin
其中nmin 和nmax 一般都指电机额定负载时的转速。
对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床， 也可用实际负载时的转速。
nmin
静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。
S1
nN n01
＜
S2
nN n02
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机
第4章 机电传动控制系统的基础
电 传
二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
三. 静差度与机械特性硬度的区别
稳定性更好 △nN′
静差度和机械特性硬度有区别。 一般调压调速系统在不同转速 nmax
稳定性好
下的机械特性是互相平行的。
电 传
4-1 机电传动控制系统的
动 控
基本要求
组成及方案选择 制
①了解机电传动自动调速系统的组成；
②了解生产机械对调速系统提出的调速技术指标要求；
③知道调速系统的调速性质与生产机械的负载特性合
重点
理匹配的重要性。
开环调速系统与闭环调速系统的区别，公式 D = nmax ·SL/△nN(1－SL)与 Df =(1－K)D
电 传
一、机电传动控制系统的组成和分类
动 控
制
变换
串联
变换
执行
被控 输出量
放大
校正 -
放大
元件
对象
反馈校正
测量元件
闭环控制系统的一般组成
数控机床伺服系统组成
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机
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电 传
二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
一. 转速控制的要求
需要控制转速的设备，其生产工艺对调速性能有一定要求。
例如：
稳定性好
在1000r/min时降落10r/min， nmax 只占1%；
稳定性差
在100r/min时也降落10r/min， nmin 停止 就占10%；
在只有10r/min时，
再降落10r/min， 就占100%，
静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。
这时电动机已经停止转动， 转速全部降落完了。
对于同样
对于同样
nmin
稳定性差
硬度的特性， 的理想空载
理想空载
转速，特性
转速越低时， 硬度越小时，
静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。
静差度越大， 转速的相对稳定性越差。
S1
nN n01
＜
S2
nN n02
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二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
三. 静差度与机械特性硬度的区别
归纳起来，对于调速系统的转速控制要求有以下三个方面：
① 调速
在一定的最高转速和最低转速范围内，
分挡地（有级）或 平滑地（无级）调节转速；
② 稳速
以一定的精度在所需转速上稳定运行，在各种
干扰下不允许有过大的转速波动，以确保产品质量；
③ 加、减速
频繁起动制动的设备要求加减速尽量快，以提高生产率；
不宜经受剧烈速度变化的机械则要求起动制动尽量平稳。
n0min nmin nN
nmin
静差度表示电动机运行时 转速的稳定程度。
S1
nN n01
＜
S2
nN n02
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二、机电传动控制系统调速方案的选择
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制
四. 调速范围、静差度和额定速降之间的关系
设电机额定转速nN为最高转速，转速降落为nN，
该系统的静差度应该是
测量元件 闭环控制系统的方框图
3
输入量
-
机
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动 控
制
变换
串联
变换
执行
被控 输出量
放大
校正 -
放大
元件
对象
反馈校正
测量元件
闭环控制系统的一般组成
输入量
控制器
对象 输出量 或过程
测量元件 闭环控制系统的方框图
4
输入量
-
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S1
nN n01
＜
S2
nN n02
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三. 静差度与机械特性硬度的区别
因此，调速范围和静差度
这两项指标
nmax
必须同时提才有意义。
调速系统的静差度指标 应以最低速时 所能达到的数值为准。
S S2 SL nN nN
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目录 ·第4章
电 传
动
控
第4章 机电传动控制系统的基础
制
➢ 4-1 机电传动控制系统的组成及方案选择
➢ 4-2 选择电动机额定功率的基本依据
➢ 4-3 电动机的发热与冷却
➢ 4-4 不同工作方式下电动机容量的选择
➢ 4-5 电动机的种类、额定电压、额定转速
及形式的传动控制系统的基础
最低速时的静差度，即：S SL
nN n0min
nN nmin nN
于是，最低转速为： 而调速范围为：
nmin
nN SL
nN
(1 SL )nN SL
D nmax nmin
将上面的式代入 nmin，得 ：
D
nmax SL nN (1 SL )
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二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
二. 转速控制的调速指标
2、静差度 当系统在某一转速下运行时， nmax 负载由理想空载到额定值时
所对应的转速降落 nN ， 与理想空载转速 n0 之比， 称作静差度S，即：
S n0 nN nN
n0
n0
或： S nN 100% n0
中各物理量之间的辩证关系，扩大调速范围的有效方法；
难点
恒转矩调速与恒功率调速问题， 特别是电动机的调速性质与生 产机械的负载特性相配合问题；
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一、机电传动控制系统的组成和分类
动 控
制
输入量
控制器
对象 输出量 或过程
开环控制系统的方框图
输入量
控制器
对象 输出量 或过程
结论
一个调速系统的调速范围，
是指在最低速时还能满足所需静差度的转速可调范围。
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五. 在自动调速系统中，扩大调速范围D的基本方法
二、机电传动控制系统调速方案的选择
动 控
制
四. 调速范围、静差度和额定速降之间的关系
右式表示： 调压调速系统的 调速范围D、静差度SL和额定速降nN 之间所应满足的关系。
D
nmax SL nN (1 SL )
对于同一个调速系统， nN 值一定，由上式可见， 如果对静差度要求越严，即要求S值越小时， 系统能够允许的调速范围也越小。