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直流电机的调速方法
第八章 直流调速系统
 概 述
    调速方法通常有机械的、电气的、液压的、气动的几种，仅就机械与电气调速方法而言，也可采用电气与机械配合的方法来实现速度的调节。电气调速有许多优点，如可                                                   〔〕
    其中nmax和nmin一般指额定负载时的转速，对于少数负载很轻的机械，例如精密磨床，也可以用实际负载的转速。在设计调速系统时，通常视nmax为电动机的额定转速nnom。
    〔2〕静差率S
    当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载变到额定负载时所对应的转速降落与理想空载转速no之比，称为静差率S，即
                                                     〔〕
    显然，静差率表示调速系统在负载变化下转速的稳定程度，它和机械特性的硬度有关，特性越硬，静差率越小，转速的稳定程度就越高。
 
不同转速下的静差率
    〔3〕调压调速系统中D，S和之间的关系
    在直流电动机调压调速系统中，就是电动机的额定速度nnom，假设额定负载时的转速降落为，那么系统的静差率应该是最低转速时的静差率，即
                                                                     〔〕
    而额定负载时的最低转速为
                                                            〔〕
    考虑到式〔〕，式〔〕可以写成
                                           〔〕
    而调速范围为
                                                                〔〕
    将式〔〕代入式〔〕，得
                                                               〔〕
    式〔〕表达了调速范围D、静差率S和额定速降之间应满足的关系。对于同一个调速系统，其特性硬度或值是一定的，如果对静差率的要求越严〔即S值越小〕，系统允许的调速范围D就越小。例如，某调速系统电动机的额定转速为nnom=1430r/min，额定速降为，当要求静差率S≤30%时，允许的调速范围为
                                         
    如果要求静差率S≤10%，那么调速范围只有
                                         
动态指标
    运动控制系统在过渡过程中的性能指标称为动态指标，动态指标包括跟随性能指标和抗扰性能指标两类。
    〔1〕跟随性能指标
    在给定信号〔或称参考输入信号〕R〔t〕的作用下，系统输出量C〔t〕的变化情况用跟随性能指标来描述。对于不同变化方式的给定信号，其输出响应不一样。通常，跟随性能指标是在初始条件为零的情况下，以系统对单位阶跃输入信号的输出响应〔称为单位阶跃响应〕为依据提出的，。具体的跟随性指标有下述几项：
 
 表示跟随性能指标的单位阶跃响应曲线
    ①上升时间tr
    单位阶跃响应曲线从零起第一次上升到稳态值所需的时间称为上升时间，它表示动态响应的快速性。 
    ②超调量
    动态过程中，输出量超过输出稳态值的最大偏差与稳态值之比，用百分数表示，叫做超调量，即 
                                                        〔〕 
    超调量用来说明系统的相对稳定性，超调量越小，说明系统的相对稳定性越好，即动态响应比拟平稳。 
    ③调节时间ts
    调节时间又称过渡过程时间，它衡量系统整个动态响应过程的快慢。原那么上它应该是系统从给定信号阶跃变化起，到输出量完全稳定下来为止的时间，对于线性控制系统，理论上要到才真正稳定。实际应用中，一般将单位阶跃响应曲线衰减到与稳态值的误差进入并且不再超出允许误差带〔通常取稳态值的±5%或±2%〕所需的最小时间定义为调节时间。
 晶闸管〔SCR〕
晶闸管的结构
    闸管晶是在半导体二极管、三极管之后出现的一种新型