（二）开环直流调速系统存在的问题
实际系统往往对调速范围、静差率两 方面都有要求。
龙门刨床： 调速范围：20~40； 静差率：5%。
热连轧机： 调速范围：10； 静差率：0.2%~0.5%。
（二）开环直流调速系统存在的问题
例题：
某龙门刨床工作台拖动采用直流
电 动 机 ， 其 额 定 数 据 如 下 ： 60kW 、
电力电子变换器的稳态关系:
U d0 KsUc
直流电动机的稳态关系:
n Ud0 I dR Ce
开环调速系统的机械（转速）特性为:
n Ud0 RI d KsUc RI d
Ce
Ce
Ce
（二）开环直流调速系统存在的问题
（2）机械（转速）特性
n Ud0 RI d KsUc RI d
转速反馈控制直流调速系统。
主要内容
01 调速的稳态性能指标 02 开环直流调速系统存在的问题
稳态调速性能指标和开环直流调速系统
主讲人：张敬南 副教授
∆ nNb ������d02
Te
（一）调速的稳态性能指标
（2）静差率
s nN n0
n n01
n02
nN n0 nN
∆ nNa
a
������d01
∆ nNb
b
������d02
O
TeN
Te
（一）调速的稳态性能指标 （3）指标之间的关系 D nmax nN nmin nmin
稳态调速性能指标和开环直流调速系统
主讲人：张敬南 副教授
主要内容
01 调速的稳态性能指标 02 开环直流调速系统存在的问题
（一）调速的稳态性能指标 （1）调速范围
D nmax nmin
（一）调速的稳态性能指标
（1）调速范围
n n01
D nmax nmin
a
n02
b
O TeN
∆ nNa ������d01
O
nN 2.63r / min
a c b
IdN（ TeN ）
������d01 = ������s������c1 ������d03 = ������s������c3 ������d02= ������s������c2
Id（Te）
（二）开环直流调速系统存在的问题 根据“自动控制原理”所学： 反馈控制的闭环系统是按被调量 的偏差进行控制的系统，只要被调量 出现偏差，它就会自动产生纠正偏差 的作用。 也就是说反馈闭环控制可以在一 定范围内实现偏差的减小。
Ce
Ce
Ce
n
n01 ∆ nNa
a
������d01 = ������s������c1
n02
∆ nNb
b
������d02= ������s������c2
O
IdN（ TeN ）
Id（Te）
（二）开环直流调速系统存在的问题 回顾例题结论：
nN 275r / min n
n01 n03 n02
（一）调速的稳态性能指标 例题：
某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， ①当要求静差率30%时，允许多大的 调速范围？ ②如果要求静差率20%，则调速范围 是多少？ ③如果希望调速范围达到10，所能满 足的静差率是多少？
（一）调速的稳态性能指标 例题： 某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， ①当要求静差率30%时，允许多大的 调速范围？ 解：①要求30%时，调速范围为
D 1430 0.2 3.1 115 (1 0.2)
（一）调速的稳态性能指标 例题：
某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， ③如果希望调速范围达到10，所能满 足的静差率是多少？ 解：③若调速范围达到10，则静差率 只能是
s DnN 10115 0.446 44.6% nN DnN 1430 10115
220V、 305A、 1000r/min， 采 用 V-M
系 统 ， 主 电 路 总 电 阻 0.18 ， 电 动 机
电动势系数0.2Vmin/r。如果要求调速
范围 D = 20，静差率5%，采用开环
调速
D nNs nN (1 s)
nN

nN s D(1 s)
（二）开环直流调速系统存在的问题
解：
nN

IdN R Ce

305 0.18 0.2
r/min

275r/min
D

nN s nN(1
s)

1000 0.05 275 (1 0.05)

0.191
如果要求D = 20，s ≤ 5%，则：
nN

nN s D(1 s)

1000 0.05 20 (1 0.05)
r/min
2.63r/min
如何将转速降降到需要的值呢？
（二）开环直流调速系统存在的问题 （1）系统构成
+ Uc （U*n） GT
+
Id
Ud
-
+ M
-
开环调速系统结构原理图 （以V-M系统为例）
（二）开环直流调速系统存在的问题 （2）机械特性
s nN nN n0min nmin nN
nmin

nN s
nN

(1 s)nN s
D nNs nN (1 s)
（一）调速的稳态性能指标 （3）指标之间的关系
D nNs nN (1 s)
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率的转速可 调范围。
D nNs 1430 0.3 5.3 nN (1 s) 115 (1 0.3)
（一）调速的稳态性能指标 例题： 某直流调速系统电动机额定转速 为1430rpm，额定速降 nN = 115r/min， ②如果要求静差率20%，则调速范围 是多少？ 解：②若要求20%，则调速范围只有
（一）调速的稳态性能指标
解：①要求30%时，调速范围为
D nNs 1430 0.3 5.3 nN (1 s) 115 (1 0.3)
②若要求20%，则调速范围只有
D 1430 0.2 3.1 115 (1 0.2)
③若调速范围达到10，则静差率只能是
s DnN 10115 0.446 44.6% nN DnN 1430 10115