23转速、电流双闭环直流调速系统教程.ppt

第23单元 转速、电流双闭环直流调速系统;内容提要; 知识回顾;比较：开环特性与闭环特性;当 Id ? Idcr时，引入了电流负反馈，静特性: ;比较：理想的起动过程，带电流截止负反馈的单闭环无静差调速系统的起动过程 ;(IdL为负载电流； 为电机额定励磁下的转矩系数(N·m/A))；;仅考虑了静态性能，没考虑动态性能，不适合对系统快速性要求较高的场合。 单闭环系统，转速、电流共用一个调节器，无法保证两种调节过程同时具有良好的动态品质。;1转速、电流双闭环调速系统的组成及工作原理 ;转速、电流双闭环直流调速系统的组成 ;;2)系统电路结构;双闭环直流调速系统电路原理图 ;;3)限幅电路;限幅电路（续）;4)电流检测电路;2转速、电流双闭环调速系统的静态性能分析 ;2)电路原理图 ;ASR的输出电压Ui*是ACR的电流给定信号，其限幅值Uim为最大电流给定值，ASR的限幅值完全取决于电动机所允许的过载能力和系统对最大加速度的需要。 ACR的输出电压限幅值Ucm，表示对最小角的限制，也表示对晶闸管整流输出电压的限制。;停车时：U*=Un=0，调节器锁零，无输出信号。 启动时：U*≠0， Un=0，调节器锁零解除,处于正常工作状态 稳态运行时：Un= U*≠0，调节器锁零解除,处于正常工作状态。 制动停车时：U*=0,Un≠0，调节器锁零解除，处于正常工作状态。 ;c) 调节器输入、输出电压极性的确定;当调节器ASR不饱和时，ASR、ACR均不饱和，其输入偏差电压均为零。转速不变， 。满足：;4)双闭环调速系统的静特性 ;cf：带电流截至，转速负反馈无静差直流调速系统的静特性，Idcr和IdbL均小于Idm ; 稳态时 ：两个调节器均不饱和（输入偏差为零，偏差的积分使调节器 有恒定的电压输出，输出没有达到饱和值） ;PI调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关，而是由它后面环节的需要决定的。稳态时：;例1 双闭环调速系统中已知数据为：电动机：UN=220v，IN=20A，nN=1000r/min，电枢回路总电阻R=1Ω。设Unm*=Uim*=Ucm=10V，电枢回路最大电流Idm=40A，Ks=40，ASR与ACR均采用PI调节器。试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud，Ui*，Ui和Uc值。;解： （1）电流反馈系数 β=0.25V/A， 转速反馈系数 α=0.01V.min/r。 （2）当电动机在最高转速发生堵转时，看稳态结构图。;例2 双闭环调速系统中，转速调节器和电流调节器的输出限幅值分别应按什么要求整定？;3转速、电流双闭环调速系统的动态性能分析 ;双闭环直流调速系统起动时的转速和电流波形 ;1. 起动过程;第I阶段电流上升的阶段（0 ~ t1） ;IdL ;第 I 阶段（续）;第 II 阶段恒流升速阶段（t1 ~ t2） ;n ;第 II 阶段（续）;第 II 阶段（续）;第 Ⅲ 阶段转速调节阶段（ t2 以后） ;IdL ;第 Ⅲ 阶段（续）;第 Ⅲ 阶段（续）;第 Ⅲ 阶段（续）;2)分析结果;（1）?饱和非线性控制;（2）转速超调;（3）准时间最优控制;;3)动态抗扰性能分析 ;? ;抗负载扰动（续）;图2-8 直流调速系统的动态抗扰作用 a)单闭环系统;抗电网电压扰动（续）;(3)对比分析;（4）分析结果;4转速、电流双闭环调速系统中的调节器 ;2）电流调节器的作用 （1）作为内环的调节器，在外环转速的调节过程中，它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压（即外环调节器的输出量）变化。 （2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。 （3）在转速动态过程中，保证获得电机允许的最大电流，从而加快动态过程。 ;