直流调速系统详解：闭环控制与双闭环设计

电力拖动直流调速系统是电气工程中的一个重要课题，它涉及对直流电动机的转速进行精确控制，以便在各种应用中提供高效的性能和稳定性。本文档由沈阳建筑大学信息学院的张凤教授讲解，适合CSSSE课程教学。 第1章主要介绍了速度闭环控制的直流调速系统，包括开环调速系统的机械特性、性能和存在的问题。开环系统由于没有速度反馈环节，其调速精度受限，而闭环系统通过检测实际速度并与设定值比较，实现了无静差调速，提高了控制精度。单闭环调速系统重点讨论了限流保护机制，确保在过载时能有效保护电机。 双闭环调速系统在第二章被深入探讨，包括转速和电流的双重反馈控制。这种系统结合了开环和闭环的优点，启动过程和动态性能得到了优化，能够在大范围和高精度下工作。重点内容涵盖了双闭环系统的设计原则，以及如何通过改变电枢供电电压、励磁磁通或电枢回路电阻来实现调速。 直流调速方法是整个课程的核心，主要有三种：调节电枢供电电压、减弱励磁磁通和改变电枢回路电阻。其中，调节电枢电压是常用且性能优越的方法，适用于要求平滑调速的场合。常用的直流调速电源包括旋转变流机组、静止式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器，它们各有特点，如G-M系统利用交流发电机与直流发电机配合实现变流。 总结起来，电力拖动直流调速系统的学习内容涵盖了理论基础、系统结构、控制策略和实际应用，对于理解电动机控制原理和提升电力拖动系统的设计能力具有重要意义。通过深入学习这些知识点，学生可以为未来在工业自动化、机器人技术等领域的工作打下坚实的基础。