從生產(chǎn)機械要求控制的參量來看，電氣傳動控制系統(tǒng)可以分為：速度控制系統(tǒng)(簡稱調(diào)速系統(tǒng))、位置控制系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)、多電動機同步控制系統(tǒng)等，上述控制系統(tǒng)通常都是利用控制轉(zhuǎn)速(更本質(zhì)上是控制電動機的轉(zhuǎn)矩)來實現(xiàn)的，因此電氣傳動速度控制系統(tǒng)是最基本的電氣傳動控制系統(tǒng)。因此在我們接觸具體的電氣傳動速度控制系統(tǒng)之前，有必要了解有關電氣傳動速度控制系統(tǒng)的一般性問題。
一.調(diào)速系統(tǒng)的技術指標
通常調(diào)速系統(tǒng)的技術指標一般指：靜差率；調(diào)速范圍；調(diào)速平滑性。
下面分別討論各項指標。
1。靜差率
靜差率是指電動機運行于某一條機械特性上時，在額定負載下轉(zhuǎn)速降△nN與理想空載轉(zhuǎn)速n0
靜差率表示電動機運行時轉(zhuǎn)速相對穩(wěn)定的程度。顯然，電動機的機械特性愈硬，s愈小，轉(zhuǎn)速的相對穩(wěn)定性愈高。不同的機械設備對s的要求不同。例如，臥式車床可允許s 應當注意，靜差率和機械特性的軟硬程度既有聯(lián)系，又有區(qū)別。例如，圖5—1中的特性1和2
相互平行，斜率是一樣的，故額定轉(zhuǎn)速降△n=△n1=△n1。但因n n1>nn2所以s2
2．調(diào)速范圍
調(diào)速范圍一般是指電動機在額定負載下運行時，****轉(zhuǎn)速nmax與****轉(zhuǎn)速nmin之比。
由圖5—1的機械特性曲線l、2可導出D與s
之間的關系，設
式中s2——允許的****靜差率。
對同一臺電動機來說，它的nmax已確定，在允許的****靜差率s的條件下，若擴大調(diào)速范圍，就必須設法減小△nN，也就是減小機械特性的斜率。但在一般轉(zhuǎn)速開環(huán)系統(tǒng)中，△nN達不到非常小的值(受Ia和Ra的限制)。為了進一步減小△nN來擴大調(diào)速范圍D，在電氣傳動系統(tǒng)中常采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。
3．調(diào)速的平滑性
調(diào)速的平滑性通常是指在一定轉(zhuǎn)矩(一般為額定轉(zhuǎn)矩)下，兩條相鄰特性轉(zhuǎn)速ni和ni+1或ni一1)之比來表示，即
這個比值越接近于1，調(diào)速的平滑性就愈好。在一定的調(diào)速范圍內(nèi)，調(diào)速的級數(shù)愈多，則平滑性越好。當調(diào)速級數(shù)趨于無限多時，稱為“無級調(diào)速”，K接近于1，調(diào)速的平滑性萎好。各種機械設備對調(diào)速平滑性有不同的要求。有的用有級調(diào)速已能滿足，對調(diào)速平滑性要求特別高的，才采用無級調(diào)速。
調(diào)速系統(tǒng)還有一些其他指標，如****超調(diào)量、過渡過程時間、振蕩次數(shù)等，讀者如有需要．可參考電氣傳動方面的專業(yè)書籍，這里就不再贅述了。
例 有一直流他勵電動機的數(shù)據(jù)為：額定功率P=60kw，額定電壓uN=220V，額定電流In=305A，額定轉(zhuǎn)速nN=1000r／min，電樞回路總電阻Ra=O．04Ω，求靜差率s≤O 2時電動機
的調(diào)速范圍。
【解】首先求
理想空載轉(zhuǎn)速
額定轉(zhuǎn)矩下的轉(zhuǎn)速降
所以，電動機的調(diào)速范圍
二。機械與電氣調(diào)速方法
根據(jù)生產(chǎn)機械的容量大小和對調(diào)速的技術、經(jīng)濟要求可以選用機械的、機械一電氣的調(diào)速方法。
1_機械有級調(diào)速
在各類生產(chǎn)機械中，所謂機械有級調(diào)速是指各種機床的主傳動及進給運動的不同轉(zhuǎn)速及速度是通過改變齒輪箱中齒輪組(或帶輪)的變速比得到的，這種調(diào)速方法常常不能保證最有利的切削速度，也就是機床不能在各種情況下保證有****的生產(chǎn)率。另外，若機械系統(tǒng)比較復雜，還會降低其工作精度并增加造價。但這種單純靠機械有級調(diào)速的方法由于簡單、可靠，所以在中、小容量的生產(chǎn)機械，如臥式車床、鉆床、銑床等及起重運輸機中，仍得到廣泛的應用。
2．機械和電氣結合的調(diào)速
這種方法是一種有級調(diào)速。為了簡化生產(chǎn)機械的傳動系統(tǒng)采用多速籠型異步電動機(雙速、三速或四速電動機)。不同轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是通過改變齒輪變速比和改變電動機本身的轉(zhuǎn)速配合起來得到的，如果電動機的速度級數(shù)為m，機械變速級數(shù)為y，那么機床主軸的速度級數(shù)為
如有一三速電動機的調(diào)速系統(tǒng)，m=3，y=4，則z=12。
3．電氣無級調(diào)速
生產(chǎn)機械的無級調(diào)速可以是電氣的，也可以是液壓的或機械的。但使用最多的還是電氣無級調(diào)速系統(tǒng)，這是因為電氣無級調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，控制方便靈活。還可以實現(xiàn)遠距離操作，更重要的是電氣調(diào)速能有效地簡化機械結構，提高傳動效率，有利于機電一體化。
三。 電氣傳動系統(tǒng)調(diào)速方案的確定
確定電氣傳動控制系統(tǒng)的方案時，應根據(jù)生產(chǎn)機械是否要求電氣凋速，凋速要求的技術指標如何，生產(chǎn)機械是恒功率負載，還是恒轉(zhuǎn)矩負載，生產(chǎn)工藝過程的復雜程度等進行初選，然后進行經(jīng)濟指標的比較，從而確定一個經(jīng)濟、合理、可靠、實用的方案。
1．對于不要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機械
當機械負載不需電氣調(diào)速，空載或輕載起動，起、制動不頻繁時，應采用一般籠型異步電動機。著重載起動時．可選用雙籠型或深槽式異步電動機，也可采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機。當負載平穩(wěn)，容量較大且起、制動次數(shù)很少時，可采用同步電動機傳動。同步電動機的優(yōu)點是效率高、功率因數(shù)高，在過勵磁狀態(tài)下，還可提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，控制系統(tǒng)一般可采用繼電一接觸器控制系統(tǒng)，較復雜的可采用順序控制器或可編程序控制器等。
2．對于要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機械
當需要電氣調(diào)速時，應根據(jù)生產(chǎn)機械提出的具體調(diào)速指標來選擇傳動方案。
若要求調(diào)速范圍D=2～3、調(diào)速級數(shù)Z=2～4時，一般采用可變極數(shù)的雙速或多速籠型異步電動機傳動。
若要求調(diào)速范圍D≤3、調(diào)速級數(shù)Z=2～6、重載起動、短時工作或重復短時工作的負載情況，一般采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機傳動。
若要求調(diào)速范圍D=3～lO，無級調(diào)速，且功率不大時，要是不經(jīng)常正反轉(zhuǎn)，不經(jīng)常運行在低速狀態(tài)，通常采用帶滑差離合器的異步電動機傳動系統(tǒng)。
對于要求調(diào)速范圍D=10～100或D>loo，隨著電力電子、微電子、計算機以及矢量控制技術的發(fā)展，有多種方案可以選擇：如可以采用帶速度反饋的晶閘管直流傳動系統(tǒng)；直流脈寬調(diào)速系統(tǒng)或變頻交流調(diào)速系統(tǒng)等�？梢灶A見，隨著交流電氣傳動系統(tǒng)優(yōu)勢的發(fā)揮，直流電氣傳動系統(tǒng)將逐漸被新型交流電氣傳動系統(tǒng)所取代。
