直流电动机转速负反馈自动调速系统组成

1、测速电路

在直流电动机模拟控制系统中，常采用的测速元件为直流测速发电机，转速检测电路如图1。直流测速发电机和直流电动机同轴连接，输出电压与电动机转速成正比，经电阻、分压后，在电阻上形成转速反馈信号，如图(a)所示。此时携带有纹波，可能影响控制的精度。为了削弱直流测速发电机的纹波电压以及振动带来的多种杂波信号，可将其上的电压经过一个如图(b)所示的低通滤波器后，生成转速反馈信号。对于微机控制系统，可将经过A/D转换电路转换为数字量送入微机，也可以采用光电编码器，通过微机采集规定时间内光电编码器产生的脉冲个数，经相关公式计算后得到转速信号。

（a）	（b）
图1转速检测电路

2、运算放大器简介

在测速电路中使用了集成运放。集成运算放大器由输入级、中间级和输出级等部分组成。如图，它的输入级（图2中的红色圈显现）是差动放大电路。中间级是电压放大电路。输出级（图2中的蓝色圈显现）是带射极输出器的互补对称功率放大电路。集成运算放大器的符号中，标有“-”号端称为反相输入端（图2中的绿色圈显现），标“ ”号端称为同相输入端（图2中的粉红色圈显现）。当信号从“-”号端输入时，其输出与输入反相，当信号从“ ”号端输入时，输出与输入同相。

（a）旧符号	（b）新符号
图2 集成运放符号

集成运放的电压传输持性是指输出电压与两个输入端的输入电压之间的关系曲线，如图3所示。从图上可以看出，当很小时，与成正比的线性关系，不妨设比例系数为。当大于一定值时，输出电压达到饱和。正负饱和电压分别为。所以，通常应使集成运放工作在线性区。

图3 集成运放电压传输特性曲线

3、转速负反馈直流调速系统电路

由晶闸管整流装置供电的负反馈直流调速系统电路原理图如下所示。

图4 直流调速系统电路原理图

利用与直流电动机同轴连接的测速发电机，得到和转速成正比的负反馈电压（图4中的红色圈显现），与转速给定值（图4中的绿色圈显现）比较后，得到转速偏差电压（图4中的蓝色圈显现）。经过线性放大器输出（图4中的紫色圈显现），此时与产生触发晶闸管装置的电压相等，晶闸管装置输出可控电压（图4中的粉红色圈显现），用于控制电动机的转速。

显然，上图的反馈调速系统是将转速检测电路与上一单元介绍的晶闸管可控直流电源相连接，使转速检测电路的输出接入晶闸管触发装置GT。

上述调速系统电路原理图与控制系统方框图的一一对应关系如下所示。

直流调速系统电路原理图