轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)

1、2－1第2章轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法2.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)及其靜特性采用PI調(diào)節(jié)的單個(gè)轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)可以在保證系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無靜差。但是，如果對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能要求較高，單閉環(huán)系統(tǒng)就難以滿足需要，這主要是因?yàn)樵趩伍]環(huán)系統(tǒng)中不能控制電流和轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)過程。電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)是專門用來控制電流的，并不能很

2、理想地控制電流的動(dòng)態(tài)波形圖21a)。在起動(dòng)過程中，始終保持電流（轉(zhuǎn)矩）為允許的最大值，使電力拖動(dòng)系統(tǒng)以最大的加速度起動(dòng)，到達(dá)穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速時(shí)，立即讓電流降下來，使轉(zhuǎn)矩馬上與負(fù)載相平衡，從而轉(zhuǎn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。這樣的理想起動(dòng)過程波形示于圖21b。為了實(shí)現(xiàn)在允許條件下的最快起動(dòng)，關(guān)鍵是要獲得一段使電流保持為最大值的恒dmI流過程。按照反饋控制規(guī)律，采用某個(gè)物理量的負(fù)反饋就可以保持該量基本不變，那么，采用電流負(fù)反饋應(yīng)該能夠得到近似的恒流過程。應(yīng)該在起動(dòng)過

3、程中只有電流負(fù)反饋，沒有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，達(dá)到穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速后，又希望只要轉(zhuǎn)速負(fù)反饋，不再讓電流負(fù)反饋發(fā)揮作用。2.1.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成系統(tǒng)中設(shè)置兩個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，如圖22所示。把轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出當(dāng)作電流調(diào)節(jié)器的輸入，再用電流調(diào)節(jié)器的輸出去控制電力電子變換器UPE。從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉電流環(huán)在里面，稱作內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速環(huán)

4、在外邊，稱作外環(huán)。這就形成了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。TGnASRACRUnUnUiUiUcTAMUdIdUPEMTG圖22轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ASR—轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ACR—電流調(diào)節(jié)器TG—測速發(fā)電機(jī)TA—電流互感器UPE—電力電子變換器內(nèi)環(huán)外環(huán)ni轉(zhuǎn)速和電流兩個(gè)調(diào)節(jié)器一般都采用PI調(diào)節(jié)器，圖23。兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅作用的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值，電流調(diào)節(jié)器imU2－31.1

5、.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不飽和穩(wěn)態(tài)時(shí)，、，——轉(zhuǎn)速和電流反饋系數(shù)。0nnUUnn?????diiIUU?????，圖25靜特性的CA段。，CA段靜特性從理想空載狀態(tài)的0nUnn???dmdII?一直延續(xù)到，而一般都是大于額定電流的。這就是靜特性的運(yùn)行這就是靜特性的運(yùn)行0?dIdmdII?dmIdNI段，它是水平的特性段，它是水平的特性。2.2.轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器飽和ASR輸出達(dá)到限幅值，轉(zhuǎn)速外環(huán)呈開環(huán)狀態(tài)，成電流無靜差的單電流

6、閉環(huán)調(diào)節(jié)系imU統(tǒng)。穩(wěn)態(tài)時(shí)，為最大電流。靜特性是圖25中的AB段，它是垂直的它是垂直的dmimdIUI???dmI特性特性。這樣的下垂特性只適合于的情況，因?yàn)槿绻?，則，ASR將退0nn?0nn?nnUU?出飽和狀態(tài)。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的靜特性在負(fù)載電流小于時(shí)表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速無靜差，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋起主dmI要調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到時(shí)，對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的飽和輸出，這時(shí)，電流調(diào)節(jié)dmIimU器起主要調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)表現(xiàn)為電流無靜差，得到過電流的自動(dòng)保護(hù)。2

7、.1.3各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算各變量的穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算當(dāng)兩個(gè)調(diào)節(jié)器都不飽和時(shí)，、、0nnUUnn?????dLdiiIIUU?????。sdLnesdesdcKRIUCKRInCKUU??????0轉(zhuǎn)速n由給定電壓決定的，ASR的輸出量是由負(fù)載電流決定的，而控制電壓nUiUdLI的大小則同時(shí)取決于n和，或者說，同時(shí)取決于和。cUdInUdLIP調(diào)節(jié)器的輸出量總是正比于其輸入量，而PIPI調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器則不然，PI調(diào)節(jié)器未