直流电动机转速控制系统

本节课适用对象

• 具有电机基础的学生

本节课所授知识点

• 直流电动机转速开环控制
• 直流电动机转速闭环控制

重要提示

• 进一步加深对于开环控制和闭环控制的理解
• 巩固相同量纲进行比较的思想
• 学会根据原理图来绘制方框图

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一、直流电动机转速开环控制系统

图所示的直流电动机转速控制系统，它的任务是控制直流电动机以恒定的转速带动负载工作。

(根据课程讲解绘制)

直流电动机转速开环控制系统方框图

系统的工作原理是：该直流电动机转速控制系统是一个开环控制系统。调节电位器 $R_p$ 的滑臂，使其输出给定参考电压 $u_r$。$u_r$ 经电压放大器和功率放大器后成为 $u_a$，送到电动机的电枢端，用来控制电动机转速。在负载恒定的条件下，直流电动机的转速 $\omega$ 与电枢电压 $u_a$ 成正比，只要改变给定电压 $u_r$，便可得到相应的电动机转速 $\omega$。

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二、直流电动机转速闭环控制系统

图所示的直流电动机转速控制系统，它的任务是控制直流电动机以恒定的转速带动负载工作。

(根据课程讲解绘制)

直流电动机转速闭环控制系统方框图

这是一个闭环控制系统，测速发电机由电动机同轴带动，它将电动机的实际转速 $\omega$ 测量出来，并转换成电压 $u_f$，再反馈到系统的输入端与给定电压 $u_r$ 进行比较，从而形成偏差电压 $u_e$。偏差电压 $u_e$ 经电压放大器和功率放大器放大后成为 $u_a$，用来控制电动机转速 $\omega$。

当电动机实际转速变低时，偏差电压 $u_e = u_r - u_f$ 大于零，经电压放大器和功率放大器放大后的电压 $u_a$ 将变大，将提升电动机的转速到达设定值。

当电动机实际转速变高时，偏差电压 $u_e = u_r - u_f$ 小于零，经电压放大器和功率放大器放大后的电压 $u_a$ 将变小，将降低电动机的转速到达设定值。