[科普中国]-稳速控制

稳速控制(sped stabilizing control)是指能实现电动机以一定的稳速精度长期运行的技术。稳速精度是指在规定的电源电压、电源频率和负载波动条件下，在规定的测试时间内，不少于规定次数的转速测量值(每次测量时间以秒计)的方均根误差与额定转速之比的百分数。某些生产机械，如中型抄纸机、橡胶压延机等，为保证产品的质量，要求的稳速精度为0.2%~1%；高速纸机、微电机测试设备，超音速风洞等，为保证测试数据的准确性要求稳速精度为0.1%~0.01%；稳速控制还能实现负公差生产，可用同样的原料生产更多的产品。是否带反馈环节进行分类，可分为开环稳速控制与闭环稳速控制两大类。

简介稳速控制(sped stabilizing control)是指能实现电动机以一定的稳速精度长期运行的技术。稳速精度是指在规定的电源电压、电源频率和负载波动条件下，在规定的测试时间内，不少于规定次数的转速测量值(每次测量时间以秒计)的方均根误差与额定转速之比的百分数。某些生产机械，如中型抄纸机、橡胶压延机等，为保证产品的质量，要求的稳速精度为0.2%~1%；高速纸机、微电机测试设备，超音速风洞等，为保证测试数据的准确性要求稳速精度为0.1%~0.01%；稳速控制还能实现负公差生产，可用同样的原料生产更多的产品。是否带反馈环节进行分类，可分为开环稳速控制与闭环稳速控制两大类1。

开环稳速控制用于控制同步电动机。一般由高精度的主控频率源和功率放大器组成开环稳速系统，电动机的转速取决于主控频率。为保证要求的稳速精度，主控频率的稳定度应比稳速精度高一个数量级。主控频率值又应是可调的，以满足调节转速的要求。主控频率源的频率控制器有三种：

①石英晶体振荡器配以可变分频器。本方案分级较粗，且分布不匀。

②石英晶体振荡器配以频率合成器。本方案频率稳定度高，能满足各种稳速控制要求，但线路复杂，价格较贵。

③LC振荡器或RC振荡器。本方案可用于稳速精度要求不高的场合，如采用温度补偿措施，频率稳定度可以有所提高。

开环稳速控制可得到很高的静态精度，但动态特性不易调控，因而适宜于没有负载波动的精密试验设备的控制，如校验转速表用的标准转速仪表等2。

闭环稳速控制带有实际转速反馈量的稳速控制。当实际转速偏离给定转速时，给定转速与反馈转速比较产生偏差信号，经过调节器作用控制功率部件，从而使实际转速保持转速给定值。按照给定量和反馈量的不同形式，闭环稳速控制可分为转速模拟拉制，转速数字控制，转速频率撞制。

(1)转速模拟控制

转速给定量和转速反馈量都是模拟量时的稳速控制。转速反馈信号利用测速发电机获取。由转速反馈构成转速闭环控制，可减小电网电压波动和负载变化引起的转速波动，其稳速精速受到测速发电机本身精度所限.采用一般测速发电机时，稳速精度约为1%。采用较高精度的测速发电机，稳速精度可提高到0.2%~0.3%。

(2)转速数字控制

转速给定量和转速反馈量都是数字量时的稳速控制。转速给定输入为数字量，转速反馈为脉冲频率，并转换为数字量，在加法器中两个信号进行比较，并通过电流调节器控制电动机的转速。转速数字控制的稳速精度高，可达0.01%~0.02% 。

(3)转速频率控制

转速给定信号与转速反馈信号均为一定频率的脉冲信号时的稳速控制。两种脉冲信号比较后，以模拟量输出，再由调节器综合、放大，以控制电动机的转速。常用的控制方案有：频率电压变换、比周、差频、锁相等。转速频率控制的线路比较简单，动态反应快，稳速精度高、其值可在3×10-3~1×10-6范围内选择。由于转速频率控制应用了脉冲技术和数字电路。有时将它归入转速数字控制一类1。

稳速精度及控制系统的构成稳速精度通常采用频率法，利用和电动机同轴安装的转速传感器发出的脉冲频率，用数字频率计检测。检测时在规定测试时间内，每隔一定时间采样一次(每次测量时间以秒计)，不少于规定次数采样。

稳速控制的稳速精度可以分为以下几类：

①低精度——大于1%~5%；

②中等精度——0.1%~1%；

③高精度——0.01%~0.1%；

④超高精度——小于0.01%。

稳速控制系统的构成与稳速精度的要求有直接关系，稳速精度的要求不同，可用不同的信息和控制装置来构成。对于低精度和中等精度的稳速控制系统，可应用转速模拟控制，采用一般的晶闸管变流器控制且可带减速器的电力转动，对于高精度和超高精度的稳速控制系统，可应用转速数字控制或转速频率控制，采用脉宽调制变流器控制等无减速器的电力拖动3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学